[发明专利]电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池，该电池隔膜包括芯层以及复合于芯层两侧的表层，表层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯与尼龙6的嵌段共聚物，芯层的材质包括聚烯烃以及聚烯烃接枝马来酸酐共聚物以及聚烯烃，聚烯烃接枝马来酸酐共聚物和聚烯烃的质量比为4~10：50。通过对隔膜的表层和芯层组成原料进行特定的选择，有效提高了多层复合隔膜的力学性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

隔膜是电解反应时，用以将正负两极分开防止在电解池中直接反应损失能量的一层薄膜。在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

为满足电池的高安全、轻量化、低成本、长寿命等趋势发展，隔膜技术也在向薄型化、高性能、高安全方向延伸。由于传统的聚乙烯、聚丙烯等单层隔膜对电解质亲和性较差的缺点，因此，具有更好综合性能的多层复合隔膜得以出现，但目前，多层复合隔膜的力学性能还有待进一步提高。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池，以改善多层复合隔膜的力学性能。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种电池隔膜，其包括芯层以及复合于芯层两侧的表层，表层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯与尼龙6的嵌段共聚物，芯层的材质包括聚烯烃以及聚烯烃接枝马来酸酐共聚物以及聚烯烃，聚烯烃接枝马来酸酐共聚物和聚烯烃的质量比为4~10：50。

第二方面，本发明还提供了上述电池隔膜的制备方法，其包括：采用三层共挤法获得三层复合结构，然后拉伸并定型形成所述电池隔膜。

第三方面，本发明还提供了一种锂离子电池，其包括上述电池隔膜。

本发明具有以下有益效果：通过在表层中选用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）与尼龙6（PA6）的嵌段共聚物（PET-b-PA6）来对芯层进行聚烯烃基材进行修饰，PA6中柔性链段的引入破坏了单一的聚酯分子的链段规整性，提高了大分子的运动能力，降低了表层聚合物的加工难度，提高了隔膜的加工性能，且表层中的酰胺基的氢键作用使得隔膜对电解液的浸润性增强，同时在芯层中添加少量聚烯烃接枝马来酸酐共聚物（PE-g-MAH），以达到对隔膜低温闭孔性能基本不影响的情况下，通过聚烯烃接枝马来酸酐共聚物（PE-g-MAH）中的极性基团马来酸酐来增强与嵌段共聚物（PET-b-PA6）之间的层间结合力，进而有效提高隔膜的力学性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明提供的一种电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池进行具体说明。

发明人对现有技术进行研究的过程中发现，虽然通过对聚乙烯、聚丙烯等主要隔膜材料的表面进行修饰单体材料层而获得多层复合隔膜，以改善存在的电解质亲和性等问题，但是多层复合隔膜由于其多层结构其力学性能很难达到较佳的状态，且由于层间结合性较差而影响多层复合隔膜的整体力学性能。鉴于此，经过大量研究和实践而提出以下技术方案。

本发明的一些实施方式提供了一种电池隔膜，其包括芯层以及复合于芯层两侧的表层，表层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯与尼龙6的嵌段共聚物，芯层的材质包括聚烯烃接枝马来酸酐共聚物以及聚烯烃，聚烯烃接枝马来酸酐共聚物和聚烯烃的质量比为4~10：50。