[实用新型]一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜

说明书

本实用新型提出一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜，属于锂电池技术领域，能够有效的解决现有锂电池隔膜陶瓷涂覆膜中涂层易脱落、聚烯烃隔膜不耐高温以及锂离子电池因隔膜造成的安全等问题，且该锂离子电池隔膜孔隙率较高、具有良好的电解液浸润性、耐高温，可提高锂离子电池的循环性能和安全性能。该聚酰亚胺复合锂电池隔膜包括聚烯烃基材微孔膜、位于聚烯烃基材微孔膜一侧或两侧表面的聚酰亚胺颗粒层以及所述聚酰亚胺颗粒层一侧或两侧表面的聚酰亚胺湿法涂覆层。本实用新型能够应用于锂电池隔膜的制备中。

技术领域

本实用新型属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜。

背景技术

目前，锂离子电池的应用逐渐迈向动力电池、大型仪器设备以及能源储蓄等领域，因此锂电池的综合性能也面临诸多挑战，其中最重要的就是安全问题，电池内部一旦发生诸如短路等问题，就会引起安全隐患，发生事故，在锂电池发展过程中首先注重是安全性能高。锂电池隔膜在电池中起到阻隔正负极接触保证电池因正负极接触而引起的安全问题，同时也是提供锂离子传输通道，使电池正常工作的一个保障。

现有市场应用最广泛的锂离子电池隔膜是聚烯烃隔膜，其优势是机械性能良好、较好的化学稳定性以及成本低等，不足的是热稳定性较差，作为锂电池中分隔正负极的重要组件，热稳定性差容易发生安全事故。为此，众多研究者为了提高电池的安全性，对聚烯烃隔膜进行改善，目前市场上常见的有陶瓷涂覆聚烯烃膜，将无机粒子分散在水性溶剂中制备涂覆液，在聚烯烃膜一侧或两侧涂覆一定厚度，然后烘干得到。该方法制备的涂覆膜有良好的热稳定性，其不足之处是无机粒子与聚烯烃膜之间粘结力较差，在使用过程中容易发生脱粉现象，如此一来对隔膜安全性方面作用不足，还因此降低了电池的电池性能。

实用新型内容

本实用新型提出一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜，可有效解决陶瓷涂覆膜中无机颗粒涂层脱粉、聚烯烃隔膜热稳定性不佳、电池因隔膜造成的安全问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜，所述隔膜包括聚烯烃基材微孔膜、所述聚烯烃基材微孔膜一侧或两侧表面的聚酰亚胺颗粒涂层以及所述聚酰亚胺颗粒涂层一侧或两侧表面的湿法涂覆聚酰亚胺复合层。

作为优选，所述聚烯烃基材微孔膜为厚度5-40μm、孔隙率30-80％的聚烯烃隔膜，包括聚PE锂电池隔膜、PP锂电池隔膜、或包含PP/PE/PP的至少三层复合锂电池隔膜中的一种。

作为优选，所述聚酰亚胺颗粒层为酰亚胺树脂颗粒层。

作为优选，所述聚酰亚胺树脂颗粒层中的无机粒子包括SiO₂、Al₂O₃、CaO、 TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、ZrO₂中的任意一种，所述无机粒子的粒径范围为0.01 μm-10μm。

作为优选，所述聚酰亚胺湿法涂覆层聚酰亚胺分子量为5000-500000Da。

作为优选，所述聚酰亚胺湿法微孔膜涂层是由聚酰亚胺聚合体的铸膜液采用相转换法得到的微孔膜涂层，所述聚酰亚胺湿法微孔膜层厚度为0.5-10μm，所述聚酰亚胺湿法微孔膜涂层中形成有细胞状层叠通透孔结构，孔隙率为 50-80％。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型由于采取上述技术方案，其具有以下优点：

1、耐高温性好：由于聚酰亚胺属于特种材料，聚烯烃基材微孔膜一侧或两侧聚酰亚胺树脂颗粒涂层以及湿法涂覆聚酰亚胺复合层能够有效的提高隔膜的耐高温性能，明显减少高温下的隔膜热收缩。此外，中间聚酰亚胺树脂颗粒涂层中掺杂有无机粒子，无机粒子具有良好的耐温性，同时聚酰亚胺也起到粘结剂的作用，因此可明显减少隔膜在高温下的热收缩。