[发明专利]一种高浸润特性的锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明专利提供了一种高浸润特性的锂电池隔膜，包括：具有多孔结构的聚烯烃基底；和包括非导电粒子和粘结剂聚合物混合物的多孔活性层，所述多孔活性涂层被涂覆到所述聚烯烃多孔基底的至少一面上，其中水滴在多孔活性层上的润湿接触角在80°以下，多孔活性涂层的表面自由能在1mJ/m²以上，所述隔膜的剥离强度在10N/m以上，将所述隔膜放置于130℃环境下一小时后，其在纵向(MD)和横向(TD)上的收缩率均在20％以下，且纵向(MD)与横向(TD)上的收缩率之比大于1。本发明工艺简单合理，制得的隔膜具有较强的浸润特性、较高的安全性能以及优异的电化学稳定性。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种高浸润、高耐热和高化学稳定性锂电池所用隔膜。

背景技术

随着新能源技术的发展，锂离子电池因其高能量密度、长寿命、高安全性能应用到数码产品、电动车和储能装置中。锂电池主要由四大部分组成，分别是正极、电解液、隔膜、负极，其中隔膜性能的优劣将影响到锂电池容量、内阻、循环等重要性能。目前商用的隔膜大多为聚烯烃隔膜，因材料主要是非极性，固对水及电解液的润湿效果较差，从而严重影响了隔膜的吸液和保液性能，进而影响到锂离子在电池中的传导。因此，提高隔膜对电解液浸润性具有相当重要的意义。

目前将提高隔膜表面润湿性能的主要方法多是等离子处理和枝接具有亲水性能的官能团，但这些方法加工难度高、设备昂贵，且对隔膜微观结构造成一定影响，因此很难批量工业化应用。

发明内容

本发明鉴于上述技术缺陷，提出一种高浸润特性的锂电池隔膜，制备出的隔膜具有高浸润、高耐热和高化学稳定性等特点，从而提升市场竞争力。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高浸润特性的锂电池隔膜，主要包括：(a) 具有多孔结构的聚烯烃多孔基底(b)包含非导电粒子和粘结剂聚合物的混合物的多孔活性涂层，该多孔活性涂层被涂覆到所述聚烯烃的多孔基底的至少一面上，其中水滴在多孔活性层上的润湿接触角在80°以下，多孔活性涂层的表面自由能在1mJ/m²以上，所述隔膜的剥离强度在10N/m以上，将所述隔膜放置于130℃环境下一小时后，其在纵向(MD)和横向(TD)上的收缩率均在20％以下，且纵向(MD)与横向(TD)上的收缩率之比大于1。

在本发明的高浸润特性的锂电池隔膜中，所述的聚烯烃多孔基底为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)单层、或聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)混合层、或聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP) 多层，从成膜性能角度来看，优选聚乙烯及共聚物，聚乙烯可以通过一步聚合或者多步聚合法得到。

在本发明的高浸润特性的锂电池隔膜中，所述的聚乙烯的分子量在50-400万，优选的在60-300万，特别优选的在80-300万，聚乙烯的粒径≤100μm。

聚烯烃隔膜生产工艺可采用干法单向拉伸、双向同步或异步拉伸以及湿法双向同步或异步拉伸，优选的采用湿法双向同步拉伸方法进行制备。

所述的聚烯烃隔膜的厚度在1-30μm，优选的在5-20μm，隔膜的孔隙率在10-70％，优选的在20-60％。