[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法和用途，所述锂离子电池隔膜包含聚合物基材、耐热复合功能层和保护层，所述耐热复合功能层位于所述聚合物基材和所述保护层之间，所述耐热复合功能层包括纳米陶瓷材料和芳纶聚合体；本发明所述耐热复合功能层的耐热性能优异，在锂离子电池温度升高的过程中，其能阻止热量向聚合物基材的传递，从而避免因隔膜熔化造成的锂离子电池短路，提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法和用途。

背景技术

隔膜作为锂离子电池四大关键主要材料之一，虽不参与电化学反应过程，但却是锂电池中关键的内层组件。虽然隔膜不直接影响电池容量、寿命和充放电倍率等关键性能，但隔膜的“惰性”依然是保证锂电池安全的主要因素。

目前商用的锂离子电池隔膜的基材主要为聚烯烃类膜，然而随着市场对锂离子电池性能要求越来越高。正极材料体系的转变，在带来了高容量的同时，也造成了材料更容易发生副反应，进而导致分解温度降低，热失控带来的电池压力增大等安全风险显著增加。传统的敷涂层结构难以满足高镍体系带来的安全性需求。因此，研究和开发新的涂层结构成为目前隔膜改性的最重要的方向。

CN105070867A公开一种复合隔膜、其制备方法及锂离子电池，其中，所述复合隔膜包括基体隔膜、涂布于基体隔膜的表面的混合涂层；所述混合涂层的材料包括陶瓷颗粒、含氟粘结剂胶态颗粒和水溶性粘结剂，此方案所述隔膜的耐热性能不足，锂离子电池短路的风险较大。

因此，开发一种具有高耐热性能的锂离子电池隔膜及其制备方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法和用途，所述锂离子电池隔膜包含聚合物基材、耐热复合功能层和保护层，所述耐热复合功能层包括纳米陶瓷材料和芳纶聚合体；本发明所述耐热复合功能层的耐热性能优异，在锂离子电池温度升高的过程中，其能阻止热量向聚合物基材的传递，从而避免因隔膜熔化造成的锂离子电池短路，提高锂离子电池的安全性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池隔膜，所述锂离子电池隔膜包括聚合物基材、耐热复合功能层和保护层，所述耐热复合功能层位于所述聚合物基材和所述保护层之间，所述耐热复合功能层中包含纳米陶瓷材料和芳纶聚合体。

传统的锂离子电池隔膜通常存在着耐热性能差，在锂离子电池热量过高时，隔膜中的聚合物基材受热熔融后，易引发电池短路，造成安全问题；本发明所述锂离子电池隔膜中包含聚合物基材、耐热复合功能层和保护层，所述耐热复合功能层位于聚合物基材和保护层之间，所述耐热复合功能层中包含纳米陶瓷材料和芳纶聚合体；二者间的协同作用使得所得耐热复合功能层具有优异的耐热能力，将其用于锂离子电池，当锂离子电池发热时，其能阻止热量由电极片向聚合物基材的传递，从而避免聚合物基材由于温度过高而熔化，进而减少锂离子电池短路的风险。

优选地，所述耐热复合功能层中还包括粘结剂。

优选地，所述粘结剂包括水性丙烯酸。

优选地，所述聚合物基材的两侧表面均覆盖有所述耐热复合功能层，所述耐热复合功能层背对聚合物基材的一侧均覆盖有保护层。

优选地，所述耐热复合功能层的厚度为1.5-6.5μm，例如2μm、3μm、4μm、5μm或6μm等。