[发明专利]一种锂离子电池用多层复合功能隔膜

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用多层复合功能隔膜，包括纤维素膜、氧化铝陶瓷颗粒、二氧化硅气凝胶和聚偏氟乙烯‑六氟丙烯隔膜，所述聚偏氟乙烯‑六氟丙烯隔膜浸涂在纤维素膜表面，所述氧化铝陶瓷颗粒填附着在纤维素膜和聚偏氟乙烯‑六氟丙烯隔膜的空隙间，所述二氧化硅气凝胶涂敷在纤维素膜表面。本发明属于锂离子电池技术领域，具体是指一种多层复合的，耐热性高锂离子电池用多层复合功能隔膜。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体是指一种锂离子电池用多层复合功能隔膜。

背景技术

随着社会的发展、科技的进步，环境污染成为一个亟待解决的问题。为了缓解由于化石燃料的燃烧排放的温室气体及有毒有害物质，构建更加和谐的生活环境，电动汽车受到了越来越广泛的关注。电动汽车所用的动力部件是电池，锂离子电池由于具有能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、环境友好等优点在电动汽车领域具有广阔的应用前景。

锂离子电池主要由电极、电解液、隔膜三部分组成。作为电池的关键部件之一，它的作用是防止电池短路，保持吸收电解液，提供锂离子传递的通道。目前商业化的锂离子电池隔膜主要是聚烯烃类隔膜，但是聚烯烃隔膜熔点比较低，极端情况下，隔膜熔断会导致正负极材料接触，从而引起火灾、爆炸等危险。

为此需要设计一中新型材料的安全性高的锂离子电池用多层复合功能隔膜来解决现有技术问题。

发明内容

为了解决上述难题，本发明提供了一种多层复合的，耐热性高锂离子电池用多层复合功能隔膜。

为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种锂离子电池用多层复合功能隔膜，包括纤维素膜、氧化铝陶瓷颗粒、二氧化硅气凝胶和聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜浸涂在纤维素膜表面，所述氧化铝陶瓷颗粒填附着在纤维素膜和聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜的空隙间，所述二氧化硅气凝胶涂敷在纤维素膜表面，纤维素膜和聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜结合后，厚度与聚丙烯隔膜相差不大，具有更好的电解液润湿性、热尺寸稳定性和离子电导率，纤维素膜厚度仅有23μm，但其拉伸强度却有30MPa，高于干法聚烯烃隔膜的横向拉伸强度(12MPa)氧化铝陶瓷颗粒的添加提高了隔膜的孔隙率，二氧化硅气凝胶的涂覆使隔膜，具有均匀分布的三维交联网络结构，获得了比聚丙烯隔膜更高的热稳定性和电解液润湿性，更强的电池功率性能和循环稳定性，相比传统的聚烯烃类隔膜性能更加优异。

进一步地，所述纤维素膜由纤维素纳米纤丝制备而成，所述纤维素纳米纤丝直径为10～100nm，纤维素纳米纤丝兼具纤维的重要特性和纳米材料的特性，与传统的纤维素纤维相比，纳米纤维素具有比表面积大、密度低、机械强度高等优点。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶的质量占总材料的5％-20％，在一定范围内，复合隔膜的抗张强度随二氧化硅浓度的增加而增加。

作为优选地，所述氧化铝陶瓷颗粒直径为1μm。

作为优选地，所述二氧化硅气凝胶的质量占总材料的10％，此时复合隔膜的电解液润湿性最好，在160℃高温下尺寸收缩率仅为1％。

作为优选地，所述二氧化硅气凝胶与纤维素膜连接采用聚偏氟乙烯作为黏结剂。

本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的锂离子电池用多层复合功能隔膜，操作简单，结构紧凑，设计合理，一方面将纤维素膜进行改性，为隔膜提供较高的孔隙率，与纤维素材料本身较高的电解液吸收率相结合，保证隔膜具有较大的离子电导率，提高电池的使用性能；另一方面，纤维素材料使隔膜具有极高的热尺寸稳定性，避免了因隔膜热收缩而造成的电池内短路甚至爆炸，解决了现有技术问题。

附图说明

图1为本发明提供的锂离子电池用多层复合功能隔膜的结构示意图。

其中，1、纤维素膜，2、氧化铝陶瓷颗粒，3、二氧化硅气凝胶，4、聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜。

具体实施方式