[发明专利]一种用于锂离子电池的高孔隙率、孔径均匀的聚烯烃隔膜及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明提供了一种聚烯烃隔膜，所述聚烯烃隔膜包括聚乙烯隔膜和/或聚丙烯隔膜；所述聚烯烃隔膜的孔隙率大于等于50％；所述聚烯烃隔膜的孔径分布区间为0.01～0.1μm。本发明得到的具有特定的结构和参数指标的聚烯烃隔膜，具有较高的孔隙率和孔径均匀的特点，从而降低锂电池的内阻，减少电能浪费，提高锂离子电池的容量和性能。本发明在隔膜制备过程中，通过加工工艺和原料调配的优化调整，使所制备的隔膜具有较高的孔隙率和更加均匀的孔径分布，便于锂离子通过隔膜的传输，从而降低电池卷绕后的内阻，提高电池的容量保持率和电池倍率放电性能。而且工艺简单、环境友好、稳定性好，更加适于工业化推广和应用。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜材料技术领域，涉及一种聚烯烃隔膜及其制备方法、锂离子电池，尤其涉及一种用于锂离子电池的高孔隙率、孔径均匀的聚烯烃隔膜及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为纯电动新能源汽车的核心部件，锂离子电池安全问题已成为限制其进一步发展的关键指标之一。造成锂离子电池安全事故的原因除电池组设计缺陷、使用过程滥用及外部环境冲击外，主要与单体电池的组成、设计及制造工艺有关，其中电池组成对安全性能的影响尤为关键。锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜以及电解液四部分构成，而隔膜作为锂离子电池的四大主材之一，对锂离子电池综合性能有着重要影响，尤其是在安全性能方面，隔膜位于正极与负极之间，起到使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路的作用，此外，还具有能使电解质离子自由地在正负极之间通过的功能，并且当电池过热时通过具有的“闭孔功能”来阻止电池内电流传导。

目前，聚烯烃微孔薄膜材料获得越来越多的应用和发展，是当前最广泛的，作为锂离子电池的隔膜材料，成为锂离子电池的关键内层组件之一。隔膜对实际电池的性能有着至关重要的影响，其必须具备良好的化学、电化学稳定性以及在反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。隔离膜材料与电极之间的界面相容性、隔离膜对电解质的保持性均对锂离子电池的充放电性能、循环性能等有较大影响。此外，随着动力汽车的快速发展，对锂离子动力电池的安全性提出了更高的要求，而影响锂离子动力电池安全性的关键因素之一就是隔膜的安全性。其中，隔膜孔隙率的大小直接关系着锂电池内阻的大小，孔隙率越小，锂电池内阻越高，不能够大电流放电，内阻增大，自身热损耗就增大，使用中温度变大会更加恶化电池性能。

因此，如何找到一种更为适宜的制备锂离子电池用聚烯烃隔膜的生产工艺，得到孔隙率更加均匀聚烯烃隔膜，解决目前隔膜生产中存在的上述问题，同时还便于实现和工业化应用，已成为业内诸多研发型企业和一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚烯烃隔膜及其制备方法、锂离子电池，特别是一种用于锂离子电池的高孔隙率、孔径均匀的聚烯烃隔膜。本发明提供的聚烯烃隔膜，具有较高的孔隙率和孔径均匀的特点，从而降低锂电池的内阻，减少电能浪费，提高锂离子电池的容量和性能，而且工艺简单、环境友好、稳定性好，更加适于工业化推广和应用。

本发明提供了一种聚烯烃隔膜，所述聚烯烃隔膜包括聚乙烯隔膜和/或聚丙烯隔膜；

所述聚烯烃隔膜的孔隙率大于等于50％；

所述聚烯烃隔膜的孔径分布区间为0.01～0.1μm。

优选的，所述孔径为0.03～0.07μm的孔占总孔数比例大于等于90％；

所述聚烯烃隔膜的拉伸强度大于2000kg/cm²；

所述聚烯烃隔膜的厚度为3～20μm。

优选的，所述聚烯烃包括超高分子量聚烯烃和高密度聚烯烃；

所述超高分子量聚烯烃的分子量为(3～5)×10⁶；

所述高密度聚烯烃的分子量为(3～5)×10⁵。