[发明专利]复合隔离膜及其形成方法

说明书

技术领域

本发明属于聚烯烃薄膜制造技术领域，具体涉及一种复合隔离膜及其形成方法。

背景技术

目前，聚烯烃薄膜材料获得越来越多的应用和发展，当前最广泛的应用是作为锂离子电池的隔离膜材料，成为锂离子电池的关键内层组件之一。隔离膜材料对实际电池的性能有着至关重要的影响，隔离膜本身既是电子的非良导体，但也允许电解质离子通过。此外，隔离膜材料还必须具备良好的化学、电化学稳定性和机构性能以及在反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。隔离膜材料与电极之间的界面相容性、隔离膜对电解质的保持性均对锂离子电池的充放电性能、循环性能等有较大影响。

根据所使用的电解质不同，锂离子电池可分为液态锂电池和聚合物锂电池两类。在液态电解质锂电池领域使用的隔离膜主要是聚烯烃类的微孔隔离膜。聚烯烃隔离膜具有良好的力学性能和电解液中的稳定性，但由于聚烯烃的非极性，隔离膜与电解液之间浸润性欠佳，导致组装的电池存在内阻高、容量低等缺陷。

聚合物锂电池是采用具有离子导电性并兼具隔离膜作用的凝胶聚合物电解质代替液态锂离子电池中的液体电解质，其正负极与液态锂离子电池基本一样，故电池的工作原理也基本一致。聚合物电解质在具有良好加工性能的同时又具有高的离子导电率，用于取代液体电解质，不仅能克服液态锂离子电池在电池容量、安全性能等方面存在的问题，还可以充当电极间隔离膜，为锂离子电池向全固态、超薄型发展提供了有利的条件。但是聚合物电解质性能仍然不太理想，存在下列问题：1、体系与金属锂电极相容性较差；2、机械强度有待提高，因而目前聚合物离子锂电池在离子锂电池市场占有率仍然不高。

为此，若能将聚合物电解质高的电解液保持能力与聚烯烃隔离膜良好的机械性能结合起来，将聚合物电解质的优点与液态电解质的优点结合起来，弥补各自缺陷，开辟一种新的复合隔离膜将有助于锂电池总体性能的提高。

发明内容

有鉴于此，提供一种成本低及生产操作安全性高的复合隔离膜形成方法，该方法采用丙酮溶剂将聚氧化乙烯与聚烯烃微孔膜复合，能有效提高隔离膜的吸液能力和离子穿透能力。

以及，提供一种具有较高的电解液吸液能力和锂离子穿透能力的复合隔离膜。

一种复合隔离膜的形成方法，其包括如下步骤：

将聚氧化乙烯溶解于丙酮溶剂中，并使聚氧化乙烯分散于所述丙酮溶剂中，形成聚合物溶液；

将聚烯烃微孔膜浸泡于所述聚合物溶液中；

取出浸泡过的聚烯烃微孔膜，干燥后形成所述的复合隔离膜。

以及，一种复合隔离膜，其包括聚烯烃微孔膜和聚氧化乙烯，所述聚氧化乙烯通过用丙酮溶剂溶解而涂覆于所述聚烯烃微孔膜的表面。

在上述复合隔离膜及其形成方法中，利用丙酮溶剂将聚氧化乙烯与聚烯烃微孔膜复合，对聚烯烃微孔膜进行改性，由于聚氧化乙烯具有良好的亲水性及液体浸润能力，从而提高隔离膜的吸液能力和离子穿透能力。而且，由于丙酮溶剂价格低，基本无毒害，从而降低生产成本，提高生产操作安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的复合隔离膜的形成方法流程示意图；

图2是比较例2中未涂覆PEO的聚烯烃隔离膜表面与水接触示意图；

图3是本发明实施例1的方法所获得的复合隔离膜表面与水接触示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明实施例的复合隔离膜形成方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S01：将聚氧化乙烯溶解于丙酮溶剂中，并使聚氧化乙烯分散于所述丙酮溶剂中，形成聚合物溶液；

S02：将聚烯烃微孔膜浸泡于所述聚合物溶液中；

S03：取出浸泡过的聚烯烃微孔膜，干燥后形成所述的复合隔离膜。

其中，聚氧化乙烯(PEO)具有良好的亲水性，对液体浸润能力强，其分子量优选为在10-50万之间。丙酮溶剂可采用工业化的丙酮，其基本无毒性、价格便宜，适用于生产操作车间的大量使用，显著提高生产操作的安全性。