[实用新型]一种聚酯类锂离子电池隔膜

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池隔膜。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、长循环使用寿命、无记忆效应等特性，又具有安全、可靠且可快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能等特性。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

目前，锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)单层微孔膜，以及它们的多层复合微孔膜。总的来说锂离子电池隔膜通常有如下两种类型：

1、选用PP、PE、PP三层合拼隔膜，目前有美国CELGARD公司及日本UBE公司生产。此类型隔膜特点在于降低成本，但制造工艺复杂，难以生产厚度低于16μm的超薄型隔膜。

2、单层PE隔膜，目前有日本旭化成公司、东燃公司、美国ENTEK公司生产。此类型隔膜由于是单层PE，生产成本较高，但对制造厚度为16μm以下的超薄隔膜尤为有利，故获大电池厂家如三洋、索尼、松下、万胜等公司的青睐。日本优质电芯几乎全部采用单层PE隔膜。

采用聚酯作为锂离子电池隔膜材料至今很少有报道。与聚烯烃类材料相比，聚酯材料同样具有优异的电绝缘性、耐电解液腐蚀性和电化学稳定性，此外还具有更高的力学性能和热稳定性能。可以说，除了需要解决锂离子电解质的透过性问题，聚酯材料的其它性能完全能够满足锂离子电池隔膜的需要。目前聚酯薄膜在所有塑料薄膜生产中占据首要位置，仅在中国大陆每年的产能就达120万吨以上，无论是从生产设备还是技术条件上看，聚酯薄膜的生产都十分成熟。因此，开发出单层多孔的聚酯材料类的锂离子电池隔膜将会具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决现有锂离子电池隔膜制造工艺复杂或生产成本较高的缺点，为解决现有技术不能生产可用作锂离子电池隔膜的多孔的聚酯薄膜的缺陷，本发明提供一种聚酯类锂离子电池隔膜及其制备方法，即提供一种用作锂离子电池隔膜的多孔性聚酯薄膜及其制备方法。本发明采用聚酯作为锂离子电池隔膜材料，聚酯材料具有优异的电绝缘性、耐电解液腐蚀性和电化学稳定性，力学性能和热稳定性能也较高，以高熔点小分子无机物作为填充粒子添加到聚酯原料中，通过相分离技术，制备出相互贯通的微孔膜材料，从而解决了锂离子电解质的透过性问题。本发明提供的锂离子电池隔膜的制造工艺简单，生产成本较低。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第1项，本发明提供一种锂离子电池隔膜，它的特点是，所述隔膜为多孔性聚酯薄膜，由聚酯类材料制得，所述多孔性聚酯薄膜中的微孔相互贯通。

第2项，本发明提供一种如技术方案1所述锂离子电池隔膜，它的特点是，所述多孔性聚酯薄膜的孔径为0.01μm-0.1μm，孔隙率为5％-50％。

第3项，一种如技术方案2所述锂离子电池隔膜，它的特点是，所述多孔性聚酯薄膜的孔径为0.02μm-0.08μm，孔隙率为10％-40％。

第4项，一种如技术方案1所述锂离子电池隔膜，它的特点是，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或其共聚改性聚酯，最好为PET或PEN。聚酯原料的平均分子量范围为16000-20000，最好为18000-19000，特性粘度值在0.55-0.70dl/g之间，最好为0.63-0.68dl/g之间，玻璃化转变温度一般要求大于65℃，最好大于70℃，熔点一般要求大于250℃，最好大于260℃，其他性能指标必须符合国家标准。

第5项，一种如技术方案1至4之一所述锂离子电池隔膜，它的特点是，所述多孔性聚酯薄膜厚度为4μm-350μm。

第6项，一种如技术方案1至5之一所述锂离子电池隔膜的制备方法，它的特点是，该制备方法包括下述步骤：

(1)将无机填充粒子制备成聚酯母料；

(2)将步骤(1)所得聚酯母料与所述多孔性聚酯薄膜的原料按计量份混和，通过双向拉伸工艺熔融挤出拉膜，制得聚酯基膜，该聚酯原料优选为聚酯切片；

(3)用有机溶剂处理步骤(2)所得聚酯基膜，使所述无机填充粒子发生相分离析出基膜，得到所述锂离子电池隔膜。