[发明专利]能够测定极组内压力分布的隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种能够测定极组内压力分布的隔膜，其特征是：包括隔膜本体，所述隔膜本体包括上、下层基膜和显色胶囊，所述上、下层基膜之间设有混合有显色胶囊的粘胶层,构成感压隔膜结构。隔膜制备方法是上、下层基膜采用混合‑挤出‑流延及热处理工艺制成，采用原位聚合方法制成显色胶囊，显色胶囊置于上、下层基膜之间构成感压隔膜。有益效果：本发明的隔膜可以在极组卷绕以及热压过程中实现制备过程中其压力分布检测及压力变化的监控，对于指导电芯的受力与性能的关系具有重要意义。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种能够测定极组内压力分布的隔膜及其制备方法。

背景技术

电池在卷绕或者实际循环中，应力变化是影响极组性能的主要原因。极组的局部应力不均匀，会导致电芯失效，严重影响电池的性能发挥。因此，在电芯制作过程中，针对极组应力分布进行测试至关重要。因此，锂电池在制造中亟待研发一种方法，即可以简单、快速检测电池充放电过程中极组内部不同位置的应力变化进行监控，以利分析电芯失效状态，快速找到相关失效原因。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种能够测定极组内压力分布的隔膜及其制备方法，隔膜可以在电池极组卷绕、热压以及电芯反应过程中的压力产生感应，即可快速检测极组不同位置的应力变化，以利对电芯失效进行分析，并快速找到电芯相关失效原因。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种能够测定极组内压力分布的隔膜，包括隔膜本体，所述隔膜本体包括上、下层基膜和显色胶囊，所述上、下层基膜之间设有混合有显色胶囊的粘胶层,构成感压隔膜结构。

所述上、下层基膜的平面上分别设有基膜孔隙,所述基膜孔隙直径尺寸小于显色胶囊直径。

所述上、下层基膜的基膜孔隙直径和显色胶囊的直径采用纳米级。

所述上、下层基膜厚度分别为2微米—100微米。

所述隔膜本体厚度10-50微米。

所述显色胶囊分为三种颜色，三种显色胶囊壁厚不同，分别承受的破裂压强为0.1/0.2/0.25Mpa。

一种能够测定极组内压力分布的隔膜制备方法，其特征是：上、下层基膜采用混合-挤出-流延及热处理工艺制成，采用原位聚合方法制成显色胶囊，显色胶囊置于上、下层基膜之间构成感压隔膜，

具体步骤如下：

一、上下层基膜的制备，上下层基膜制备方法相同

1)将烯烃类材料和石蜡油混合后组成基膜基料，基膜基料加入隔膜挤出机中，搅拌时间为10h以上，转速为500-1000r/min，烯烃类材料和石蜡油的重量比为1:1；

2)基膜基料在隔膜挤出机中进行流延和热处理，温度为80℃-253℃，基膜基料至完全融化后形成均匀溶液；

3)基膜基料溶液在200℃-280℃下，挤出模头，形成硬性基膜薄膜，基膜薄膜通过萃冷槽，萃冷槽中置有温度为60-65℃的异丙醇，液体在萃冷槽内基膜薄膜中的石蜡油逐渐与烯烃类材料分离，萃取到不含石蜡的基膜薄膜，基膜薄膜在卷绕拉伸后其表面形成分布均匀的基膜孔隙；

二、显色胶囊的制备

1)去离子水加入搅拌搅拌反应釜中，再将聚合单体液体、显色剂和表面活性剂依次加入，关闭搅拌反应釜，进行混匀，搅拌速度为500-5000r/min,搅拌混合时间为10min-10h；

2)搅拌后，在搅拌反应釜中逐滴加入引发剂FeCl₃，采用原位聚合法，聚合单体在显色剂表面发生聚合，形成包覆层，包覆层厚度为10-5000微米，聚合的时间范围1h-24h；

3)通过PTFE纳米滤膜过滤，进行干燥，在真空干燥箱中干燥，干燥时间12h、温度75℃得到纳米胶囊体；