一種鋰電池用pet重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池隔膜，具體涉及一種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110071317.0的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種微孔PET薄膜及其生產(chǎn)方法，該P(yáng)ET重離子微孔鋰電池隔膜的生產(chǎn)方法以PET薄膜為基材，用高能重粒子對(duì)PET薄膜進(jìn)行輻照，將經(jīng)過(guò)輻照的PET薄膜浸于盛有酸溶液或堿溶液的容器中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)獲得最終的產(chǎn)品微孔PET薄膜。但是，該技術(shù)方案制備的微孔PET薄膜存在以下缺陷:(I)該微孔PET薄膜會(huì)有一定概率存在2個(gè)或2個(gè)以上微孔重孔的出現(xiàn)，重孔的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致孔徑的倍數(shù)擴(kuò)大，降低隔膜的穿刺性能與絕緣性能；(2)該微孔PET薄膜的電解液浸潤(rùn)性不佳；(3)該微孔PET薄膜的孔徑需要控制在2微米以下，需要高孔密度，降低了輻照效率；(4)該微孔PET薄膜的微孔為微孔有鋰晶枝從正極穿刺到負(fù)極的風(fēng)險(xiǎn)；(5)該微孔PET薄膜的單層微孔膜，由于孔徑是微孔，離子交換路徑最短，反應(yīng)更快，但是正負(fù)極片表面由納米到微米級(jí)的粉末狀顆粒組成，如隔膜非常薄且為直孔，這些正負(fù)極材料的顆粒很容易在孔道中接觸，造成微短路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多微孔材料層在微孔PET薄膜成型蝕刻時(shí)不受蝕刻且具有鋰離子可自由迀移的微孔結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了微孔PET薄膜上微孔發(fā)生重孔的缺陷以及抗鋰枝晶穿刺的缺陷，提高隔膜整體電解液浸潤(rùn)性，微孔PET薄膜的直微孔孔徑的設(shè)計(jì)范圍更大、生產(chǎn)效率高的鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜，包括微孔PET薄膜和多微孔材料層，所述微孔PET薄膜上分布有沿厚度方向布置的直微孔，所述多微孔材料層涂布于微孔PET薄膜上形成雙層層疊網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)。
[0006]所述多微孔材料層的孔隙率為10%?90%、孔徑小于2微米。
[0007]所述多微孔材料層為由高分子樹(shù)脂和無(wú)機(jī)氧化物顆?；旌瞎袒尚偷玫降亩辔⒖捉Y(jié)構(gòu)體，所述高分子樹(shù)脂為聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中的至少一種;所述無(wú)機(jī)氧化物顆粒為三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種。
[0008]所述無(wú)機(jī)氧化物顆粒的顆粒粒徑小于5微米，所述微孔PET薄膜的厚度為2微米?50微米。
[0009]—種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜的制備方法，步驟包括:
[0010]I)將高分子樹(shù)脂、無(wú)機(jī)氧化物顆粒、溶劑混合形成膠體料；
[0011]2)將所述膠體料涂布在PET薄膜基材上形成濕膜層，將帶有濕膜層的PET薄膜基材烘烤固化成型使?jié)衲釉赑ET薄膜基材上形成多微孔材料層；
[0012]3)將帶有多微孔材料層的PET薄膜基材采用高能重粒子進(jìn)行輻照；
[0013]4)將經(jīng)輻照后的帶有多微孔材料層的PET薄膜基材通過(guò)堿溶液進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，使得PET薄膜基材形成分布有沿厚度方向布置的直微孔的微孔PET薄膜，得到PET重離子微孔復(fù)合隔膜成品。
[00? 4]所述步驟I)中高分子樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 %?50 %，無(wú)機(jī)氧化物顆粒的質(zhì)量比為5%?50%，溶劑的質(zhì)量比為50%?90%。
[0015]所述步驟2)中將帶有濕膜層的PET薄膜基材烘烤固化成型時(shí)，烘烤溫度為40°C?120°C，且在烘烤固化成型前還包括將帶有濕膜層的PET薄膜基材浸泡在凝固浴中的步驟，所述凝固浴由水和乙醇組成。
[0016]所述凝固浴中水的質(zhì)量比為60%?100%、乙醇的質(zhì)量比為0%?40 %。
[0017]所述高分子樹(shù)脂為聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中的至少一種;所述無(wú)機(jī)氧化物顆粒為三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種；所述溶劑為二甲基甲酰胺、丁酮中的至少一種。
[0018]所述步驟3)中進(jìn)行輻照時(shí)，輻照功率為2000?10000千瓦，輻照時(shí)間為0.5?200秒;所述步驟4)中通過(guò)堿溶液進(jìn)行蝕刻反應(yīng)時(shí)，堿溶液為10?50%的氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液，進(jìn)行蝕刻反應(yīng)的時(shí)間為I?30分鐘。
[0019]本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明包括微孔PET薄膜和多微孔材料層，微孔PET薄膜上分布有沿厚度方向布置的微孔，多微孔材料層涂布于微孔PET薄膜上形成雙層層疊網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，多微孔材料層可以在微孔PET薄膜的成型時(shí)的蝕刻反應(yīng)堿溶液中保持穩(wěn)定不受蝕刻，而且多微孔材料層具有鋰離子可自由迀移的微孔結(jié)構(gòu)，雙層層疊網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)的雙層層疊微孔彌補(bǔ)了傳統(tǒng)微孔PET薄膜上的微孔易發(fā)生重孔的缺陷以及抗鋰枝晶穿刺的缺陷，同時(shí)具有優(yōu)異的電解液浸潤(rùn)性與熱穩(wěn)定性能，多微孔材料層的引入，使得微孔PET薄膜的直微孔孔徑可以做得更大，從而低孔密度即可實(shí)現(xiàn)高孔密度的離子迀移通道要求，提升了生產(chǎn)效率。
[0020]本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜的制備方法具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜的制備方法為本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜專用的制備方法，能夠制備得到本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜產(chǎn)品，因此也包含本發(fā)明鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜的前述優(yōu)點(diǎn)，在此不再贅述。
【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例PET重離子微孔復(fù)合隔膜的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例PET重離子微孔復(fù)合隔膜半成品的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例PET重離子微孔復(fù)合隔膜半成品輻照后的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例PET重離子微孔復(fù)合隔膜的電子顯微鏡成像照片。
[0026]圖例說(shuō)明:1、微孔PET薄膜;11、直微孔;2、多微孔材料層。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例的鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜包括微孔PET薄膜I和多微孔材料層2，所述微孔PET薄膜I上分布有沿厚度方向布置的直微孔11，所述多微孔材料層2涂布于微孔PET薄膜I上形成雙層層疊網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)。
[0029]本實(shí)施例中，多微孔材料層2的孔隙率為10%?90%、孔徑小于2微米。
[0030]本實(shí)施例中，多微孔材料層2為由高分子樹(shù)脂和無(wú)機(jī)氧化物顆?；旌瞎袒尚偷玫降亩辔⒖捉Y(jié)構(gòu)體，高分子樹(shù)脂可以根據(jù)需要采用聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中的至少一種;無(wú)機(jī)氧化物顆?？梢?