專利名稱::有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種隔離膜,尤其是一種可提高鋰離子電池安全性能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜。
背景技術(shù):
:鋰離子電池自上個(gè)世紀(jì)九十年代問世以來,因具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無污染、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小和溫度適應(yīng)范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn),在短短的十幾年內(nèi)得到了迅速發(fā)展,被廣泛用于為攝像機(jī)、筆記本電腦、便攜式DVD、數(shù)碼相機(jī)等各種移動(dòng)設(shè)備和裝置提供能源。鋰離子電池通常包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和電池包裝殼,正極材料通常采用氧化鈷鋰、氧化鎳鈷鋰和氧化錳鋰等;隔離膜主要采用聚乙烯、聚丙烯組成的單層或多層微孔薄膜;負(fù)極材料主要有石墨化碳材料、無定型碳材料。由于鋰離子電池的負(fù)極的電位與鋰相近,在水溶液體系中不穩(wěn)定,因此需要使用非水、非質(zhì)子性有機(jī)溶劑作為鋰離子的載體,有機(jī)電解液主要有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等組成的一元、二元或者三元混合溶劑。安全性能是鋰離子電池的一個(gè)重要性能指標(biāo),為了確保鋰離子電池的安全性能,現(xiàn)有技術(shù)中已提出了多種技術(shù)方案。但是,因鋰離子電池內(nèi)短路而導(dǎo)致的發(fā)熱、燃燒和爆炸問題始終無法很好解決。為了解決上述技術(shù)問題,于2002年8月13日公告的美國(guó)專利號(hào)US6,432,586B1和于2006年1月12日公開的美國(guó)專利公開號(hào)US2006/0008700Al揭示了一種涂覆有無機(jī)層(例如二氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣、二氧化鈦、鈦酸鋇、磷酸鈦鋰等)的基于多孔基板的隔離膜,可有效防止因鋰離子電池內(nèi)部樹枝狀晶體生長(zhǎng)造成內(nèi)部短路,改善了鋰離子電池的安全性能。但是,在涂布或浸涂工藝過程中,為了保持無機(jī)顆粒之間、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層與多孔基板之間的良好粘接性,漿料中的無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的重量比在60%:40%至80%:20%之間,因此會(huì)導(dǎo)致有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層的耐熱機(jī)械穩(wěn)定性不高,無法獲得令人滿意的內(nèi)部短路預(yù)防效果,影響了鋰離子電池的安全性能。此外,粘接劑聚合物含量高(20%至40%)會(huì)增加鋰離子移動(dòng)的阻力,導(dǎo)致鋰離子電池性能變差。有鑒于此,確有必要提供一種具有良好安全性能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好安全性能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其包括具有孔的多孔基板;以及設(shè)置在多孔基板至少一個(gè)表面上或多孔基板的部分表面區(qū)域上的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層,其中,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層為無機(jī)顆粒和粘接劑聚合物的混合物層,無機(jī)顆粒相互連結(jié)且通過粘接劑聚合物固定,無機(jī)顆粒之間的間隙形成孔;在有機(jī)/無機(jī)復(fù)合3層中,無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的重量比介于80%:20%至99.5%:0.5%之間。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),在本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中,具有良好耐熱穩(wěn)定性的無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的重量比介于80%:20%至99.5%:0.5%之間,可以起到良好的支撐作用,因此本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的熱機(jī)械穩(wěn)定性高,可以相應(yīng)提高鋰離子電池的安全性能。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),在所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中,所述無機(jī)顆粒與所述粘接劑聚合物的重量比介于95%:5%至99%:1%之間。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述無機(jī)顆粒選自三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鈦、氧化*丐、碳酸*丐、鈦酸鋇、磷酸鈦鋰中的一種或多種。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述無機(jī)顆粒的尺寸介于0.001至16iim之間。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述無機(jī)顆粒的尺寸介于0.02至liim之間。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述粘接劑聚合物選自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚氧乙烯醚、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、羧甲基纖維素、苯乙烯_丁二烯共聚物中的一種或多種。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述多孔基板選自高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮中的一種或多種。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述多孔基板中孔的尺寸介于0.01至10iim之間,孔隙率介于5%至95%之間。作為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的一種改進(jìn),所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層的厚度為1至50iim之間,無機(jī)顆粒之間間隙形成的孔尺寸為0.01至10iim之間,孔隙率為2%至98%之間。此外,本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池,其包括(a)正極片;(b)負(fù)極片;(c)置于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜;(d)電解液和(e)電池包裝殼,其中,隔離膜為前述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜和其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明,其中圖1為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的截面示意圖。圖2為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的實(shí)施例1的截面掃描電子顯微鏡圖(SEM)。圖3為本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的實(shí)施例1的制備流程示意圖。具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1所示,本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜10包括一設(shè)有孔的多孔基板20,以及設(shè)置于多孔基板20至少一個(gè)表面上或多孔基板20的部分表面區(qū)域上的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30。有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30為無機(jī)顆粒304和粘接劑聚合物302的混合物層,無機(jī)顆粒304相互連結(jié)且通過粘接劑聚合物302固定,無機(jī)顆粒304之間的間隙形成孔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式,在有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中,無機(jī)顆粒304與粘接劑聚合物302的重量比優(yōu)選介于80%:20%至99.5%:0.5%之間,最好介于95%:5%至99%:1%之間。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜10的厚度并無特別限制,但優(yōu)選為10至100iim之間,更優(yōu)選為10至50iim之間。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10中的多孔基板20并無特別限制,只要具有多孔結(jié)構(gòu)即可。例如,可以使用基于聚烯烴的隔離膜、熔點(diǎn)不低于20(TC的耐熱多孔基板。特別是耐熱多孔基板具有較低的熱收縮性,可以確保有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的良好熱安全性。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10中的多孔基板20可以選自高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮中的一種或多種,其他耐熱塑料在沒有特殊限制下也可使用。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10中的多孔基板20的厚度并無特別限制,其厚度優(yōu)選為1至100iim,更優(yōu)選為5至50iim。當(dāng)多孔基板20的厚度小于1ym時(shí),機(jī)械性能難以保持。當(dāng)多孔基板20的厚度大于lOOiim時(shí),會(huì)變?yōu)樽钃鯇樱瑢?dǎo)致鋰離子電池的性能劣化。多孔基板20的孔尺寸和孔隙率沒有特別限制,但多孔基板20中的孔尺寸最好介于O.01至1011111之間,孔隙率最好介于5%至95%之間。多孔基板20可以是薄膜或纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括使用無紡技術(shù)或紡絲技術(shù)制備的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10中的無機(jī)顆粒304需要具有良好的熱穩(wěn)定性,最好可以是三氧化二鋁(熔點(diǎn)為205CTC),可作為提高隔離膜的熱機(jī)械穩(wěn)定性(例如熱收縮)的支撐層,其含量直接影響本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的熱機(jī)械穩(wěn)定性。無機(jī)顆粒304含量的增加意味著起支撐作用的物質(zhì)含量更高,因此有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的熱機(jī)械穩(wěn)定性更佳。請(qǐng)一并參照?qǐng)D2,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中的無機(jī)顆粒304之間是由粘接劑聚合物302粘連在一起的,無機(jī)顆粒304之間的大部分間隙區(qū)域無聚合物填充,這些間隙區(qū)域既可以作為鋰離子的通道,也可以作為電解液填充的空間。因此,粘接劑聚合物302的含量降低,意味著鋰離子通道與電解液填充空間的增加。有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中粘接劑聚合物302含量的控制對(duì)于有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的離子導(dǎo)電性非常重要,也與鋰離子電池的性能直接相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,無機(jī)顆粒304與粘接劑聚合物302的重量比優(yōu)選為80%:20%至99.5%:0.5%之間,更優(yōu)選為95%:5%至99%:1%之間。當(dāng)無機(jī)顆粒304的重量比小于80%時(shí),粘接劑聚合物302的量太大,使得無機(jī)顆粒304之間的間隙減少,導(dǎo)致間隙孔尺寸和孔隙度減少,容易導(dǎo)致電池性能的劣化。當(dāng)無機(jī)顆粒304的重量比大5于99.5%時(shí),粘接劑聚合物302的含量太低,不能在無機(jī)顆粒304之間以及無機(jī)顆粒304與基板20之間形成充分粘結(jié),容易導(dǎo)致無機(jī)顆粒304脫落。無機(jī)顆粒304的材料并無特別限制,但必須具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性,且在所應(yīng)用的電池的使用電壓范圍下(如參比1^+/11為0-5^不會(huì)發(fā)生氧化及/或還原。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,無機(jī)顆粒304可以選自三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鈦、氧化鈣、碳酸鈣、鈦酸鋇、磷酸鈦鋰中的一種或多種。特別優(yōu)選離子導(dǎo)電性高的無機(jī)顆粒,因?yàn)檫@類無機(jī)顆粒可以改善多孔復(fù)合隔離膜在電化學(xué)裝置中的離子導(dǎo)電性和性能。此外,高介電常數(shù)的無機(jī)顆粒有助于增加電解質(zhì)鹽在液態(tài)電解質(zhì)中的解離程度,改善電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性。最好可以使用具有高介電常數(shù)的無機(jī)顆粒、具有鋰離子導(dǎo)電性的顆?;蚱浠旌衔?。無機(jī)顆粒304的尺寸并無特別限制,優(yōu)選為0.001至16ym,更優(yōu)選為0.02至1Pm。當(dāng)尺寸小于0.001iim時(shí),無機(jī)顆粒304的分散性較差,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的結(jié)構(gòu)均勻性不易控制;當(dāng)尺寸大于16ym時(shí),得到的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜IO在相同的固含量下厚度增加。此外,過大的孔會(huì)增加在重復(fù)充/放電循環(huán)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)短路的可能性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,在有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中,所使用的粘接劑聚合物302在電解質(zhì)中不會(huì)溶化,但可以與液態(tài)電解質(zhì)凝膠化,使得無機(jī)顆粒304可被穩(wěn)定固定,電池性能可進(jìn)一步通過離子導(dǎo)電性與液態(tài)電解質(zhì)的溶脹程度來改進(jìn)。粘接劑聚合物302可以選自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚氧乙烯醚、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、羧甲基纖維素、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一種或多種。需要說明的是,形成本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30可進(jìn)一步包括除無機(jī)顆粒304與粘接劑聚合物302之外的添加劑。本發(fā)明的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30的厚度沒有特別限制,但優(yōu)選為1至50iim之間,無機(jī)顆粒304之間的間隙形成的孔尺寸優(yōu)選為0.01至10ym之間,孔隙率優(yōu)選為2%至98%之間。下面結(jié)合圖3詳細(xì)說明本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10的制造方法,其包括如下步驟(S1)在分散介質(zhì)中分散溶解粘接劑聚合物;(S2)在步驟(Sl)所得的粘結(jié)劑聚合物溶液中加入無機(jī)顆粒并高速分散、混合均勻,獲得混合漿料;以及(S3)使用凹版印刷方法將由步驟(S2)獲得的混合漿料印刷于多孔基板的至少一個(gè)表面上或多孔基板的部分表面區(qū)域上,然后干燥。當(dāng)然,本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜10也可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其他方法制備。步驟S1中的分散介質(zhì)包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、環(huán)丁砜、二甲亞砜、丙酮、四氫呋喃、環(huán)己酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、水或其混合物。本發(fā)明使用了凹版印刷方法把有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30印刷在多孔基板20上,對(duì)于凹版印刷方法而言,即使有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中的無機(jī)顆粒304所占重量比較高,粘接劑聚合物302的重量比較小,仍能保持較好的粘接性,可形成具有較高熱機(jī)械穩(wěn)定性的薄膜。同時(shí),固體物質(zhì)(無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物)在印刷漿料(無機(jī)顆粒、粘接劑聚合物與分散劑混合物)中所占的重量比也較高,節(jié)省了分散劑的使用量,節(jié)省了材料成本。將本發(fā)明的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜、正極片和負(fù)極片通過巻繞或疊片方式制作成電芯,然后將電芯裝入鋁塑復(fù)合膜、鋁殼或者鋼殼等電池包裝殼中,注入電解液,經(jīng)化成、陳化等工藝即可制得成品鋰離子電池。相對(duì)于本領(lǐng)域已知的隔離膜,本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜10至少具有以下優(yōu)點(diǎn)有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層30中無機(jī)顆粒304的重量比高,具有良好的支撐作用,因此本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜10的熱機(jī)械穩(wěn)定性高,相應(yīng)提高了鋰離子電池的安全性能。實(shí)施例以下詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是這些實(shí)施例只是為了方便說明本發(fā)明,并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。此外,如無特別說明,各個(gè)實(shí)施例中的比例均為重量百分比。實(shí)施例1-5:使用凹版印刷方法制備有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜實(shí)施例1將25g聚偏氟乙烯(PVDF)加入到N-甲基_2_吡咯烷酮(NMP)中,在45。C下溶解30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間,以形成均勻的聚合物溶液;向聚合物溶液加入975g無機(jī)A1203顆粒并高速攪拌,使聚合物與八1203顆粒分散均勻,得到八1203:PVDF為97.5%:2.5%的漿料;然后,使用凹版印刷方法將漿料印刷至聚乙烯多孔膜的表面,干燥制得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(97.5%A1203和2.5%PVDF)。有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層的厚度可以通過凹版孔深度和漿料固含量(無機(jī)顆粒及粘接劑聚合物重量占總漿料的重量百分比)進(jìn)行調(diào)整,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜的制備過程和截面結(jié)構(gòu)分別如圖3和圖2所示。實(shí)施例2將實(shí)施例1中Al^和PVDF的重量比調(diào)整為98%:2%,重復(fù)實(shí)施例1中的步驟,獲得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(98%A1203和2%PVDF)。實(shí)施例3將實(shí)施例1中Al^和PVDF的重量比調(diào)整為99%:1%,重復(fù)實(shí)施例1中的步驟,獲得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(99%A1203和1%PVDF)。實(shí)施例4使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)代替實(shí)施例1中的PVDF,重復(fù)實(shí)施例1中的步驟,獲得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(97.5%A1203和2.5%PMMA)。實(shí)施例5用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)代替實(shí)施例1中的PVDF,重復(fù)實(shí)施例1的步驟,獲得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(97.5%A1203和2.5%PVDF-HFP)。對(duì)比例1-3對(duì)比例均通過浸涂工藝將有機(jī)/無機(jī)層涂覆在隔膜基板上,在此工藝條件下,為了保持無機(jī)顆粒間、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層與基板間有較好的粘接性,要求無機(jī)顆粒含量較低,粘接劑聚合物含量較高(例如無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的比例為60%:40%至80%:20%),如此將導(dǎo)致有機(jī)/無機(jī)復(fù)合隔膜的耐熱機(jī)械穩(wěn)定性不高,無法獲得令人滿意的內(nèi)部短路預(yù)防作用。對(duì)比例1將100gPVDF-HFP加入丙酮中,在45。C下溶解30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間,以形成均勻的聚合物溶液;向均勻的聚合物溶液加入900g無機(jī)A1203顆粒,并高速攪拌,使聚合物與無機(jī)顆粒分散均勻,得到Al203和PVDF-HFP的重量比為90X:10%的漿料;然后,使用浸涂方7法將漿料涂覆至聚乙烯多孔基板的表面,干燥制得有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(90%A1203和10%PVDF-HFP),其性能見表1。對(duì)比例2將對(duì)比例1漿料中的無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的重量比調(diào)整為80%:20%(80%Al^和20%PVDF-HFP),重復(fù)對(duì)比例1中的步驟,得到有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(80%A1203和20%PVDF-HFP),其性能見表1。對(duì)比例3使用聚乙烯多孔基板作為對(duì)比例3,其性能見表1。表1提供的是本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比例1-3的隔離膜的性能對(duì)比。本發(fā)明對(duì)比例1的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜(90%A1203和10%PVDF-HFP)通過浸涂工藝制備,其有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層表現(xiàn)出較差的粘接性,10%的粘接劑聚合物不足以保持無機(jī)顆粒間及無機(jī)層與多孔基板之間的良好粘接性,容易發(fā)生有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層大面積脫落的現(xiàn)象。如本發(fā)明所述,對(duì)比例2的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層(80%A1203和20%PVDF-HFP)具有較好的粘接性。同時(shí)如本發(fā)明所述,實(shí)施例1的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層(97.5%八1203和2.5%PVDF)僅有2.5%的粘接劑聚合物,但仍保持較好的粘接性。請(qǐng)參閱表1數(shù)據(jù),與對(duì)比例2的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜和對(duì)比例3的聚乙烯多孔隔離膜相比,實(shí)施例1所得的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜具有更高的熱機(jī)械穩(wěn)定性,包括較低的高溫?zé)崾湛s和較小的熱穿剌擴(kuò)散直徑。特別地,在19(TC高溫下,實(shí)施例1所得的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜具有較好的耐熱機(jī)械穩(wěn)定性。在13(TC高溫下,實(shí)施例1所得的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜也相對(duì)于對(duì)比例2和對(duì)比例3的隔膜具有較低的高溫?zé)崾湛s值。此外,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜,其有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中的粘接劑聚合物含量較少,對(duì)應(yīng)所得的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔膜具有較好的透過性,避免了鋰離子電池的電化學(xué)性能劣化。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo),本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域:
的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹R虼?,本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外,盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ),但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說明,并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。權(quán)利要求一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其包括具有孔的多孔基板;以及設(shè)置在多孔基板至少一個(gè)表面上或多孔基板的部分表面區(qū)域上的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層,其中,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層為無機(jī)顆粒和粘接劑聚合物的混合物層,無機(jī)顆粒相互連結(jié)且通過粘接劑聚合物固定,無機(jī)顆粒之間的間隙形成孔;其特征在于在所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中,所述無機(jī)顆粒與所述粘接劑聚合物的重量比介于80%∶20%至99.5%∶0.5%之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于在所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中,所述無機(jī)顆粒與所述粘接劑聚合物的重量比介于95%:5%至99%:1%之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述無機(jī)顆粒選自三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鈦、氧化鈣、碳酸鈣、鈦酸鋇、磷酸鈦鋰中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述無機(jī)顆粒的尺寸介于O.001至16iim之間。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述無機(jī)顆粒的尺寸介于O.02至liim之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述粘接劑聚合物選自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚氧乙烯醚、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、羧甲基纖維素、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述多孔基板選自高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述多孔基板中孔的尺寸介于O.01至1011111之間,孔隙率介于5%至95%之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其特征在于所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層的厚度為1至50iim之間,無機(jī)顆粒之間間隙形成的孔尺寸為0.01至10iim之間,孔隙率為2%至98%之間。10.—種鋰離子電池,其包括(a)正極片;(b)負(fù)極片;(C)置于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜;(d)電解液和(e)電池包裝殼,其特征在于所述隔離膜為權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜。全文摘要本發(fā)明公開了一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜,其包括具有孔的多孔基板;以及設(shè)置在多孔基板至少一個(gè)表面上或多孔基板的部分表面區(qū)域上的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層為無機(jī)顆粒和粘接劑聚合物的混合物層,無機(jī)顆粒相互連結(jié)且通過粘接劑聚合物固定,無機(jī)顆粒之間的間隙形成孔。本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層中,具有良好耐熱穩(wěn)定性的無機(jī)顆粒與粘接劑聚合物的重量比介于80%∶20%至99.5%∶0.5%之間,具有良好的支撐作用,因此本發(fā)明有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜的熱機(jī)械穩(wěn)定性高。文檔編號(hào)H01M2/16GK101707242SQ20091019305公開日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年10月14日優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日發(fā)明者付成華,許瑞,趙豐剛,鄧勇強(qiáng)申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司