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      一種隔膜及其制備方法及鋰離子電池的制作方法

      文檔序號:7232864閱讀:176來源:國知局

      專利名稱::一種隔膜及其制備方法及鋰離子電池的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及一種隔膜及其制備方法及鋰離子電池。
      背景技術(shù)
      :隔膜是鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分。鋰離子電池的隔膜通常是薄的多孔絕緣材料,它具有高的離子透過性和好的機械強度,并對各種化學物質(zhì)和化學溶劑具有長期穩(wěn)定性。當外部由于發(fā)生短路或錯誤連接使電池內(nèi)部產(chǎn)生大電流、電池內(nèi)部溫度升高至隔膜閉孔溫度時,隔膜將發(fā)生熱熔化而導(dǎo)致微孔結(jié)構(gòu)關(guān)閉,從而切斷電流,確保電池安全。隔膜的性能的優(yōu)劣決定著電池的界面結(jié)構(gòu)、電池內(nèi)阻,進而影響著電池的容量、循環(huán)性、充放電電流密度等關(guān)鍵特性,因此隔膜對于電池的綜合性能具有重要作用。目前鋰離子電池產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的是以液體為電解質(zhì)的鋰離子電池,其常采用以熱致相分離法制備的聚乙烯單層微孔膜、或熔融成型-拉伸成孔法制備聚丙烯單層微孔膜或聚丙烯/聚乙烯多層復(fù)合微孔膜為電極間隔膜,膜的孔徑在0.5拜、厚度在20-30[om,相關(guān)專利如US3801404,US3558764,US3843761,US5691047等。這些隔膜在高溫環(huán)境下均有閉孔的功能,從而限制短路,保證電池的安全性能,聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)多層隔膜更提供了80'C12(TC的較低自閉溫度。但這些有機聚烯烴類隔膜的缺點是熔化溫度均低于170°C,在高于150。C的溫度時熱穩(wěn)定性較低,同時在鋰電池體系中的化學穩(wěn)定性較低,在鋰電池中,隔膜與鋰或嵌鋰石墨接觸,聚烯烴隔膜會逐漸受到侵蝕。且這種隔膜在電池發(fā)生內(nèi)部短路時,由于內(nèi)部短路產(chǎn)生的大量局部熱會使聚烯烴隔膜產(chǎn)生熱收縮,從而造成了更多的短路區(qū)域,產(chǎn)生更多的反應(yīng)熱。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,電池用品對鋰離子電池的倍率放電要求不斷提高,如電動自行車、電動汽車等電動工具在啟動時都需要電源短時間內(nèi)提供大的電流。為了得到這種短時間內(nèi)獲得大能量、大電流密度且電壓不中斷的高功率電池,但這種高功率電池的隔膜不但要薄,而且隔膜的孔隙率要高于普通二次鋰電池用的隔膜,要有很好的高溫穩(wěn)定性,才能獲得穩(wěn)定的、性能優(yōu)異的高功率電池。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)單層隔膜薄且具有很好的高溫穩(wěn)定性,其熔點為256'C265"C。同時PET單層隔膜具有很好的吸液性,能夠吸附電解液提高電池的循環(huán)性能。但PET單層隔膜的孔徑較大,一般為5pm15阿,阻隔性能較弱,安全性能較差。為了解決PET膜的這個缺陷,德固賽公司以PET聚合物為基體材料,經(jīng)過陶瓷浸漬涂層,制作由氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯和氧化硅組成的特殊混合物高聚合物無紡布,納米氧化鋁和納米二氧化鈦作為成孔物質(zhì),同時納米氧化鋁也作為PET隔膜的抗粘連劑,這種隔膜的優(yōu)點在于膜的熔點高于250°C,熱穩(wěn)定性好,大電流放電性能優(yōu)異,且其優(yōu)異的可浸潤性降低了電阻,提高了在0。C以下低溫環(huán)境中的電池性能。但對于脆性的無機涂層而言,涂層對片狀柔性基材的附著力較差,在加工電池的過程中,隔膜容易發(fā)生折痕、破損以至無機涂層的顆粒脫落,從而對電池造成安全隱患。同時在制作此復(fù)合隔膜時,由于涂覆溶液為懸浮液,涂覆時也給工藝帶來麻煩,容易出現(xiàn)涂覆不均勻,無機物涂層厚薄不均勻,給電池性能帶來影響。
      發(fā)明內(nèi)容為了解決用傳統(tǒng)隔膜的電池不能實現(xiàn)高倍率放電的問題。并克服無機物涂層的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)復(fù)合膜在電池加工的過程中出現(xiàn)折痕、破損以至無機物涂層顆粒脫落從而降低電池各方面性能的缺點。本發(fā)明以具有優(yōu)良特性的PET膜為基材,在其表面涂覆有機高分子成膜材料,減小隔膜孔徑。本發(fā)明提供了一種耐高溫、滿足高倍率電池要求、同時低溫放電性能良好的隔膜。本發(fā)明的另一個目的是提供該種隔膜的制備方法。本發(fā)明還提供了用該種隔膜作為電池隔膜的性能優(yōu)良的鋰離子電池。一種隔膜為以聚對苯二甲酸乙二醇酯膜為基材的復(fù)合膜,所述復(fù)合膜至少含有一層有機高分子膜,所述有機高分子膜由耐熱溫度為170°C500°C,熱收縮率為0%5%的有機高分子成膜材料組成。優(yōu)選地,復(fù)合膜含有兩層有機高分子膜,所述兩層有機高分子膜位于基材的兩側(cè)。上述隔膜的制備方法,將有機高分子成膜材料溶解在有機溶劑中形成透明溶液,將溶液涂覆在基材的表面、烘干,制備得到隔膜。一種鋰離子電池,包括正極、負極、隔膜、電解液,隔膜為上述制備的隔膜。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是,利用PET膜256-C265。C的高熔點性,具有很好的高溫穩(wěn)定性,在其兩側(cè)涂覆有機高分子成膜材料,控制微孔孔徑大小和孔隙分布,制成復(fù)合隔膜。用此復(fù)合隔膜作為鋰離子電池的隔膜不僅能滿足短時間內(nèi)獲得大能量、大電流密度且電壓不中斷的高功率電池的隔膜要求。同時,此隔膜具有很好的吸液性,能夠吸附電解液提高鋰離子電池的循環(huán)性能。本發(fā)明還提供了該種隔膜的制備方法,生產(chǎn)工藝簡單,制作方便。采用此隔膜來制備鋰離子電池,與傳統(tǒng)電池進行對比研究,得其具有很好的耐高溫性及大倍率放電特性;因為涂層為有機物具有很好的粘結(jié)性,成膜具有很好的曲繞能力,因此,此隔膜在電池加工過程中不會出現(xiàn)折痕、破損以至涂層脫落的現(xiàn)象,從而保證了電池的安全性能;且此隔膜較薄滿足高倍率電池的要求。圖1為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池常溫不同倍率放電的倍率-容量曲線;圖2為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池常溫不同倍率放電的倍率-中值電壓曲線;圖3為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池低溫-20'C不同倍率放電的倍率-容量曲線;圖4為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池低溫-2(TC不同倍率放電的倍率-中值電壓曲線;圖5為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池低溫-10'C不同倍率放電的倍率-容量曲線;圖6為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5對比例1、對比例2、對比例3三種軟包裝電池低溫-l(TC不同倍率放電的倍率-中值電壓曲線。具體實施方式本發(fā)明以具有優(yōu)良特性的PET膜為基材,在其表面涂覆有機高分子成膜材料,減小隔膜孔徑,同時,優(yōu)選地,在配制的有機透明溶液中添加增塑劑,使孔隙分布均勻,制成一種性能優(yōu)良的復(fù)合隔膜。本發(fā)明以PET膜為基材,在PET膜兩側(cè)涂覆有機高分子成膜材料制成復(fù)合膜,有機高分子膜厚為0.2pml(Him,優(yōu)選0.2^im5pm。其中有機高分子成膜材料的濃度為1%20%,優(yōu)選3%10%。且由于涂覆的是透明溶液,透明溶液中不含懸浮顆粒,容易涂覆均勻。為了改善復(fù)合隔膜的孔隙分布,可在有機透明溶液中加入一定量的增塑劑,增塑劑的量與有機高分子成膜材料的質(zhì)量比為2:12:5,優(yōu)選2:22:3。其中有機高分子成膜材料的耐熱溫度為170°C500°C,熱收縮率為0%5%??蛇x自聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏氟乙烯-六氟乙烯)(PVDF-HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等中的一種或幾種的混合。其中有機溶劑可選自丁酮、丁醇、丙酮、醋酸、四氫呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰胺(HMPA)、N-甲基吡咯垸酮(NMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三甲酯(TMP)、四甲基脲(TMU)等中的一種或幾種的混合。其中增塑劑可選自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、丁二醇、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)等中的一種或幾種的混合。上述隔膜的制備方法,將有機高分子成膜材料溶解在有機溶劑中形成透明溶液,將溶液涂覆在基材的表面、烘干,制備得到隔膜。其中涂覆采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的涂覆方式,例如通過印刷、輥壓、刮漿、浸漬、噴涂和提拉的方法。本發(fā)明同時還提供了含有上述隔膜的鋰離子電池,包括正極、負極、隔膜、電解液。正極、隔膜和負極采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)制成電芯,如巻繞或依次層疊等。將電芯放入電池殼體內(nèi),注入電解液,密封制得電池,電解液為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的電解液;電池殼體為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的殼體,如鋼殼、軟包裝殼等;制備過程也為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)。對本發(fā)明制備的鋰離子電池進行常溫電化學性能測試、低溫電化學性能測試,均表現(xiàn)出優(yōu)越的倍率放電特性,對電池也進行了爐溫測試,表現(xiàn)出很好的耐高溫性能。下面以軟包裝電池為例結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。實施例1(1)隔膜的制備取2gPVDF粉末,其中,所選PVDF的耐熱溫度為170°C,熱收縮率為3%,溶解于40g有機溶劑中,添加1.5g的增塑劑,在50。C的溫度下攪拌至粉末完全溶解得無色透明溶液,將溶液采用浸漬的方法涂覆在PET膜的兩側(cè),干燥成膜,膜厚控制在2pm。(2)電池的制備(a)正極的制備將30克聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在450克N-甲基吡咯垸酮(NMP)溶劑中制得粘結(jié)劑溶液,然后將事先混合均勻的940克LiCo02與30克乙炔黑粉末加入到上述溶液中,充分攪拌混合均勻制得正極漿料;用拉漿機將該正極漿料均勻地涂覆到厚18微米的鋁箔兩面,形成厚度為0.155毫米的涂布層,然后將該極片置于烘箱中在10(TC下烘烤5小時,進行壓片處理,得到厚度為0.135毫米的正極極片。再進行裁片制得550毫米(長)X44毫米(寬)的正極,每片正極上含有7.9克的LiCo02。(b)負極的制備將950克石墨、20克碳纖維和30克丁苯橡膠(SBR)混合。添加1500毫升的水攪拌均勻配成負極漿料,用拉漿機均勻涂布到18微米的銅箔兩面,經(jīng)過125'C真空加熱干燥1小時,輥壓,裁片制得515毫米(長)X45毫米(寬)的負極,每片負極上含有3.8克的石墨。(c)電池的裝配將上述得到的正極、隔膜和負極依次疊加后巻繞制成厚寬長為5.7*42.0*117.0mm的軟包裝電池極芯,將高分子薄膜和金屬箔構(gòu)成的具有PP/A1(鋁箔)/PP或PE結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜拉伸成有厚寬長5.7*42.0*117.0mm凹槽的外殼,將極芯放入殼中,將電解質(zhì)鋰鹽LiPF6按l摩爾/升的濃度溶解在體積比為1:1的乙烯碳酸酯和碳酸二甲酯的混合溶劑中,形成非水電解液,將該電解液以3.8g/Ah的量注入電池殼中,然后將上述電池進行化成激活電性能,化成后的電池電壓不小于3.85伏,得到厚寬長6.0*43.0*122.0mm的軟包裝電池SL6043122。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。實施例2按照實施例1的方法制備PET復(fù)合隔膜,不同的是不添加增塑劑。按照實施例1的方法制作SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為實施例2的隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。實施例3按照實施例1的方法制備PET復(fù)合隔膜,不同的是采用刮漿的方法只在PET膜的一側(cè)涂覆一層PVDF溶液。按照實施例1的方法制作SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為實施例3的隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。實施例4按照實施例1的方法制備PET復(fù)合隔膜,不同的是采用的高分子成膜材料為聚乙烯醇,其中,所選聚乙烯醇的耐熱溫度為240。C,熱收縮率為5%。按照實施例1的方法制作SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為實施例4的隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。實施例5按照實施例1的方法制作PET復(fù)合隔膜,不同的是采用的高分子成膜材料為聚甲基丙烯酸甲酯,其中,所選聚甲基丙烯酸甲酯的耐熱溫度為21(TC,熱收縮率為4%。按照實施例1的方法制作SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為實施例5的隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。對比例1按照實施例1的方法制備SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為25y的PP/PE/PP三層隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。對比例2按照實施例1的方法制備SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為PET單層膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。對比例3按照實施例1的方法制備SL6043122軟包裝電池,不同的是所用電池隔膜為德固賽公司的無機物涂層的PET復(fù)合隔膜。按照上述方法制備SL6043122軟包裝電池50PCS。性能測試軟包裝電池在不同溫度條件下不同倍率放電的性能測試分別在25°C、-2(TC、-l(rC的溫度下以lC的恒定電流對電池進行充電,充電上限電壓4.2V,然后電池分別以0.5C、1C、5C、8C、IOC、15C的不同倍率進行放電,放電下限電壓2.75V。軟包裝電池170。C爐溫測試將電池以1C充電至4.20V,在爐子里以每分鐘5士2'C的速率升溫至170'C轉(zhuǎn)為恒溫,維持60分鐘,要求電池在17(TC保持60分鐘內(nèi)無爆炸、起火、冒煙現(xiàn)象。測試結(jié)果測試結(jié)果如表1表7、圖1圖6,所示數(shù)值為所有測試結(jié)果平均數(shù)。表1為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例1、對比例2、對比例3的軟包裝電池常溫下的容量表。表1樣品容量/mAh實施例12137實施例22133實施例32088實施例42100實施例52123對比例12020對比例21987對比例32066根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出采用本發(fā)明的隔膜制備的軟包裝電池容量均最高,且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。由于PET單層膜的孔徑較大,不利于用作鋰離子電池隔膜,故電池容量最低;用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池可能由于無機涂層較厚,占用了一部分體積空間,相同條件下,用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池的容量較用本發(fā)明的有機聚合物涂層復(fù)合膜制備的電池低,而面對現(xiàn)在對電池越來越薄的要求顯然本發(fā)明的有機聚合物涂層PET復(fù)合隔膜具有較明顯的優(yōu)勢;同時在涂覆材料中添加增塑劑造孔,在能有效減小孔徑的同時使孔隙分布均勻,優(yōu)化本發(fā)明的復(fù)合隔膜,使電池的容量更高。表2為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池常溫下不同倍率放電比率表。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的高倍率放電比率也都是最高的。且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。同樣由于PET單層膜的孔徑較大,不利于用作鋰離子電池隔膜,故電池放電性能較差;采用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池在高倍率放電時較傳統(tǒng)隔膜制備的電池放電性能有很大改善;但采用本發(fā)明的有機高分子成膜材料涂覆的復(fù)合隔膜制備的電池無論是在高倍率還是低倍率都具有較佳放電性能,且在高低倍率放電時都較用無機涂層的復(fù)合隔膜制備的電池放電性能優(yōu)越,特別是含有性能優(yōu)越的PVDF有機高分子涂膜材料涂覆PET膜制備的隔膜的軟包裝電池在15C高倍率放電時放電比率能達到87.6%,是所有隔膜都無法比擬的。因此用本發(fā)明的隔膜制備的電池性能優(yōu)越。同時如圖l、圖2所示,圖1為軟包裝電池常溫下不同倍率放電的放電容量——放電倍率圖;圖2為軟包裝電池常溫下不同倍率放電的放電中值電壓——放電倍率圖。均較形象的反映了用本發(fā)明的隔膜制備的電池具有優(yōu)良的放電性能。特別是高倍率放電時優(yōu)越性明顯,,特別是含有性能優(yōu)越的PVDF有機高分子涂膜材料涂覆PET膜制備的隔膜的軟包裝電池在15C高倍率放電時放電電壓平臺達到了3.36V,是所有隔膜都無法比擬的,較好滿足高倍率電池的要求。表3為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池在低溫-2(TC下的容量表。表3樣品容量/mAh實施例11193實施例21123實施例31050實施例41176實施例51147對比例1100114對比例2992對比例31133根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出在低溫-20'C的溫度下,采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的容量也都是最高的。且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。同樣用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池較用傳統(tǒng)隔膜制備的電池有很些改善,但較本發(fā)明優(yōu)選條件下的電池性能仍有一些差距。因此采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的低溫容量性能也很優(yōu)越。表4為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池在低溫-20。C下不同倍率放電比率表。表4樣品0.5C1C2C實施例1(%)100.070.263.5實施例2(%)100.066.761.3實施例3(%)100.059.450.1實施例4(%)100.059.951.0實施例5(%)100.062.755.2對比例1(%)100.065.045.6對比例2(%)99.163.944.5對比例3(%)113.258.648.8根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出在低溫-20'C的溫度下,無論以何種有機高15分子成膜材料來制備PET復(fù)合隔膜,采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的高倍率放電比率也都是最高的。且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。同樣用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池較用傳統(tǒng)隔膜制備的電池有很些改善,但較本發(fā)明優(yōu)選條件下的電池性能仍有一些差距。因此采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的低溫放電性能也很優(yōu)越。同時如圖3、4所示,圖3為軟包裝電池在低溫-2(TC下不同倍率放電的放電容量——放電倍率圖;圖4為軟包裝電池低溫-2(TC下不同倍率放電的放電中值電壓——放電倍率圖。均較形象的反映了用本發(fā)明的隔膜制備的電池在低溫條件仍具有優(yōu)良的放電性能。表5為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池在低溫-l(TC下容量表。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出在低溫-l(TC的溫度下,無論以何種有機高分子成膜材料來制備PET復(fù)合隔膜,采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的容量也都是最高的。且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。同樣用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池較用傳統(tǒng)隔膜制備的電池有很些改善,但較本發(fā)明優(yōu)選條件下的電池性能仍有一些差距。進一步證明了采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的低溫容量性能優(yōu)越。表6為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池在低溫-l(TC下不同倍率放電比率表。表6樣品樣品0.5C1C2C實施例1(%)100.070.263.5實施例2(%)100.066.761.3實施例3(%)100.087.079.0實施例4(%)100.082.775.7實施例5(%)跳o84.277.4對比例1(%)100.065.045.6對比例2(%)99.163.944.5對比例3(%)113.258.648.8根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出在低溫-l(TC的溫度下,無論以何種有機高分子成膜材料來制備PET復(fù)合隔膜,采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的高倍率放電比率也都是最高的。且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。同樣用無機物涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池較用傳統(tǒng)隔膜制備的電池有很些改善,但較本發(fā)明優(yōu)選條件下的電池性能仍有一些差距。進一步證明了采用本發(fā)明的隔膜制備的電池的低溫放電性能優(yōu)越。同時如圖5、6所示,圖5為軟包裝電池-l(TC下不同倍率放電的放電容量——放電倍率圖;圖6為軟包裝電池-l(TC下不同倍率放電的放電中值電壓——放電倍率圖。進一步均較形象的反映了用本發(fā)明的隔膜制備的電池在低溫條件仍具有優(yōu)良的放電性能。表7為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、對比例l、對比例2、對比例3的軟包裝電池17(TC爐溫性能測試表。表7樣品現(xiàn)象結(jié)果實施例1電池均表現(xiàn)發(fā)鼓都合格實施例22/50電池發(fā)鼓并外殼破裂大部分合格實施例310/50電池發(fā)鼓并外殼破裂大部分合格實施例4電池均表現(xiàn)發(fā)鼓都合格實施例5電池均表現(xiàn)發(fā)鼓都合格對比例1電池均起火燒熔都不合格對比例230/50電池起火燒熔少量合格對比例33/50電池起火燒熔大部分合格根據(jù)測試結(jié)果,我們可以看出無論以何種有機高分子成膜材料來制備PET復(fù)合隔膜,采用本發(fā)明的隔膜制備的電池安全性能最高,且通過增塑劑優(yōu)化實驗條件,并在兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料的隔膜性能最佳。由于比較例3中電池隔膜上的涂層易脫落,因而該例中所制得的電池耐高溫性能不18是最好,而采用本發(fā)明的有機聚合物涂層PET復(fù)合隔膜,由于在隔膜上涂層與基體的附著性很好,成的膜具有很好的曲繞能力,從而制備出的電池耐高溫性能優(yōu)良。本發(fā)明利用了PET單層隔膜的熔點為256°C265°C,具有很好的高溫穩(wěn)定性,且薄,能滿足短時間內(nèi)獲得大能量、大電流密度且電壓不中斷的高功率電池的隔膜要求。然后在隔膜的兩側(cè)涂敷有機高分子成膜材料,控制微孔孔徑大小和孔隙分布,制成復(fù)合隔膜,使隔膜既耐高溫又安全,同時在涂覆的透明溶液中加入增塑劑優(yōu)化隔膜條件,使隔膜性能更優(yōu)良。此外,通過此方法制得的隔膜具有很好的吸液性,能夠吸附電解液提高電池的循環(huán)性能。同時本發(fā)明還提供了該種鋰離子電池隔膜的制備方法,生產(chǎn)工藝簡單,制作方便且有機涂層易涂覆均勻。采用此復(fù)合隔膜來制備鋰離子電池,與傳統(tǒng)電池及采用無機涂層的復(fù)合隔膜制備的電池進行對比研究,得其具有很好的大倍率放電特性、耐高溫性及低溫放電特性。權(quán)利要求1、一種隔膜,所述隔膜為以聚對苯二甲酸乙二醇酯膜為基材的復(fù)合膜,其特征在于,所述復(fù)合膜至少含有一層有機高分子膜,所述有機高分子膜由耐熱溫度為170℃~500℃,熱收縮率為0%~5%的有機高分子成膜材料組成。2、如權(quán)利要求1所述的一種隔膜,其特征在于,所述復(fù)合膜含有兩層有機高分子膜,所述兩層有機高分子膜位于基材的兩側(cè)。3、如權(quán)利要求1所述的一種隔膜,其特征在于,所述有機高分子成膜材料選自聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種的混合。4、如權(quán)利要求1所述的一種隔膜,其特征在于,所述有機高分子膜厚為0.2|xm10nmo5、如權(quán)利要求1所述的一種隔膜,其特征在于,所述聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合膜為多孔膜,所述多孔膜的孔徑為0.01pm1.0iam。6、如權(quán)利要求1所述的一種隔膜,其特征在于,所述聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合膜的厚度為10pm10(^m。7、一種如權(quán)利要求1所述的隔膜的制備方法,其特征在于,將有機高分子成膜材料溶解在有機溶劑中形成透明溶液,將溶液涂覆在基材的表面、烘干,制備得到隔膜。8、如權(quán)利要求7所述的一種隔膜的制備方法,其特征在于,所述有機高分子成膜材料在透明溶液中的濃度為1%20重量%。9、如權(quán)利要求7所述的一種隔膜的制備方法,其特征在于,所述有機溶劑選自丁酮、丁醇、丙酮、醋酸、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、四甲基脲中的一種或幾種的混合。10、如權(quán)利要求7所述的一種隔膜的制備方法,其特征在于,所述溶液中還添加了增塑劑。11、如權(quán)利要求10所述的一種隔膜的制備方法,其特征在于,所述增塑劑的量與有機高分子成膜材料的質(zhì)量比為2:12:5。12、如權(quán)利要求10或11所述的一種隔膜的制備方法,其特征在于,所述增塑劑選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、丁二醇、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種的混合。13、一種鋰離子電池,包括正極、負極、隔膜、電解液,其特征在于,所述隔膜為權(quán)利要求1所述的隔膜。全文摘要一種隔膜為以聚對苯二甲酸乙二醇酯膜為基材的復(fù)合膜,該復(fù)合膜至少含有一層有機高分子膜,其中有機高分子膜由耐熱溫度為170℃~500℃,熱收縮率為0%~5%的有機高分子成膜材料組成。優(yōu)選地,在配制溶液時添加增塑劑,使孔隙分布均勻,制成一種性能優(yōu)良的復(fù)合膜。該隔膜作為電池的隔膜,既耐高溫又安全。此外,此隔膜具有很好的吸液性,能夠吸附電解液提高電池的循環(huán)性能。同時本發(fā)明還提供了該隔膜的制備方法,生產(chǎn)工藝簡單,制作方便。采用此隔膜制備的電池,與傳統(tǒng)電池及采用無機涂層的PET復(fù)合隔膜制備的電池進行對比研究,得其具有高的容量、好的大倍率放電特性和低溫放電性能,且高溫測試不起火、不漏液,高溫安全性能優(yōu)越。文檔編號H01M2/16GK101471432SQ20071012571公開日2009年7月1日申請日期2007年12月27日優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日發(fā)明者梁世碩,武漢輝申請人:比亞迪股份有限公司
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