[发明专利]锂离子二次电池隔膜复合膜及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为运输工具使用的动力锂离子二次电池或者作为电动工具等设备使用的功率型二次锂离子电池。特别涉及一种在锂离子电池二极片间原有的锂离子电池隔膜中覆设聚酰亚胺(PI)改性膜的锂离子电池隔膜复合膜及其聚酰亚胺(PI)改性膜的制造工艺。

背景技术

目前，公知的二次锂离子电池隔膜均采用单层PE或PP隔膜或复合PP/PE/PP隔膜的锂离子电池，其安全性无法保证，尤其是在笔记本电脑等数码设备或大功率设备或运输工业上应用时，面临燃烧、爆炸等安全隐患，而且还存在过充、过流、加热、挤压、跌落等所带来的安全隐患。

CN200610000611.1公开了一种“电池隔膜及其制备方法以及含该隔膜的锂离子二次电池”。它的目的是提供一种机械强度好、耐热性能好的电池隔膜及其制备方法以及锂离子二次电池。其技术方案：电池隔膜包括基材和分布在基材上的孔，其中，所述基材含有聚酰亚胺。电池隔膜的制备方法包括将含有基材、成孔物质和溶剂的溶液成膜，并在低于基材玻璃化温度下除去成孔物质。其不足之处在于：其制备方法中通过前工序加入成孔物质，后工序除去成孔物质的办法制成孔膜，使得工艺复杂，导致成品成本高，难以商业化应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述公知技术中的不足之处，提供一种在原有锂离子电池隔膜上覆设一层聚酰亚胺(PI)改性膜的复合层结构，将极大地提升锂离子电池的过充性能、过流性能、加热性能(≥150℃)、挤压性能、跌落性能等锂离子电池的安全性能，使得锂离子电池在使用过程中不燃烧、不爆炸，为锂离子电池在大功率设备或运输工具上的商业化使用提供安全保障的锂离子电池隔膜复合膜。本发明的另一目的是提供一种锂离子二次电池隔膜复合膜的聚酰亚胺(PI)膜不需要成孔物质，成膜时即为多孔膜的聚酰亚胺(PI)改性膜的制造工艺。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

这种锂离子二次电池隔膜复合膜，包括锂离子电池的两个极片，其特殊之处在于：所述锂离子电池两极片之间的锂离子电池隔膜是聚酰亚胺(PI)膜与普通隔膜的复合层结构。

所述聚酰亚胺(PI)是主链含有酰亚氨基团(-C-N-C-)的聚合物。

所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜与PP膜的一种或数种复合结构。

所述复合膜结构由聚酰亚胺(PI)膜、普通隔膜各自成膜后叠合的复合层结构。

所述复合膜结构由夹设于两层普通隔膜之间的聚酰亚胺(PI)膜、且各自成膜后叠合的复合层组成。

所述复合膜结构由夹设于两层聚酰亚胺(PI)膜之间的普通隔膜、且各自成膜后叠合的复合层组成。

所述复合层结构由聚酰亚胺(PI)膜与普通隔膜复合而成的多层聚合物膜结构。

所述聚酰亚胺(PI)膜设有若干孔径≥5纳米的微孔，且空隙率大于25％。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

这种锂离子二次电池隔膜复合膜，包括锂离子电池的两个极片，其特殊之处在于：所述锂离子电池两极片之间的锂离子电池隔膜是孔隙率≥25％、孔径≥5纳米、熔融温度≥200℃的多孔膜与普通隔膜的复合层结构。

所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜与PP膜的一种或数种复合结构。

所述复合膜结构由孔隙率≥25％、孔径≥5纳米、熔融温度≥200℃的多孔膜、普通隔膜各自成膜后叠合的复合层结构。

所述复合膜结构由夹设于两层普通隔膜之间的孔隙率≥25％、孔径≥5纳米、熔融温度≥200℃的多孔膜、且各自成膜后叠合的复合层组成。

所述复合膜结构由夹设于两层分别由孔隙率≥25％、孔径≥5纳米、熔融温度≥200℃构成的多孔膜之间的普通隔膜、且各自成膜后叠合的复合层组成。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

这种制备权利要求1所述锂离子二次电池隔膜的方法，其特殊之处在于：将聚酰亚胺(PI)的前驱体与溶剂混合反应成低聚物溶液，然后将该低聚物溶液成膜或纺丝后成多孔膜，并在＞200℃下转化成聚酰亚胺(PI)或含有聚酰亚胺(PI)成份的多孔膜。

本发明相比公知技术，具有如下积极效果：

1、过充性能：电流≥10C₅(A)电压≥10V时，对锂离子二电池进行过充电，锂离子电池不燃烧、不爆炸。

2、加热性能：锂离子电池在＞150℃的温度下加热并保持2小时以上，锂离子电池不燃烧、不爆炸。