[实用新型]一种锂电池复合隔膜

说明书

技术领域

    本实用新型属于锂电池材料领域，涉及一种锂电池隔膜，特别涉及一种锂电池复合隔膜。

背景技术

锂电池具有质量轻、体积小、能量密度高、循环寿命长等特性，又有安全可靠、环保和快速充放电等优点，近年来已经成为新型电源技术的研究热点。锂电池的电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成，其中隔膜是电芯的重要组成部分，起到隔开电芯正极和负极的作用，具有电子绝缘性和离子导电性，其中传导锂离子的能力直接关系到锂电池的整体性能；隔膜的性能决定了锂电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、充放电电流密度、循环性能等关键特性。因此，隔膜性能的优劣直接影响到锂电池的综合性能。

锂电池隔膜通常要求具有较低的闭孔温度和较高的熔断温度。目前大多数锂电池隔膜采用聚烯烃材料制造的微孔膜，尤其是消费类锂电池所用隔膜。就安全性而言，聚烯烃微孔膜具有微孔自闭保护作用，使电池在过度充电或者温度过高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸。聚丙烯微孔膜具有较高的闭孔温度和较高的熔断温度，而聚乙烯具有较低的熔点，在聚丙烯微孔膜上下两表面涂覆聚乙烯微粉颗粒，可以保证隔膜具有较低的闭孔温度，大大提高锂离子电池的安全性能。

聚烯烃树脂是一种非极性材料，在电池中与强极性的电解液相容性较差，致使普遍使用的液态锂离子电池的正负极和隔膜之间存在着空隙，电解液在循环过程中游离，影响电池的循环性及安全性。而聚偏氟乙烯-六氟丙烯是极性较大的含氟共聚物，其与电解液具有很好的相容性，将其作为涂层涂覆在聚丙烯微孔膜上，可使隔膜对电解液有很好的溶胀性，这样可以改善隔膜对电解液的浸润性，同时粘结隔膜和正负极片，提高电池的循环性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种由多层隔膜复合、具有良好性能的锂电池复合隔膜。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂电池复合隔膜，包括聚丙烯微孔膜，聚丙烯微孔膜上下表面均依次设有聚乙烯微粉颗粒层和聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层。

复合隔膜的总厚度为9~90μm。

聚丙烯微孔膜的厚度为5~60μm，微孔平均孔径为50~500nm。

聚丙烯微孔膜的孔隙率为20~60%。

聚乙烯微粉颗粒层的微粒粒径为100~400nm，颗粒层厚度为1~10μm。

聚乙烯微粉颗粒层的孔隙率为30~80%。 

聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层的微粒粒径为100~500nm，颗粒层厚度为1~5μm。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层的孔隙率为20~80%。

本实用新型的有益效果如下：

1、采用多层复合隔膜，改良隔膜的闭孔温度和熔断温度，提高隔膜的性能。

2、采用聚乙烯微粉颗粒层颗粒的粒径为100~400nm、孔隙率为30~80%，保证电解液较强的渗透性和较低的闭孔温度。

3、聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层的微粉颗粒的粒径为100~500nm、孔隙率为15~50%，具有良好的吸收、保持电解液的能力和较高的电导率，能够粘结隔膜和正负极片，使隔膜与正负极片不易发生错位而短路。

附图说明

图1为本实用新型的横截面结构示意图；

图2为本实用新型的表观形貌SEM照片。

具体实施方式

一种锂电池复合隔膜，如图1、2所示，包括聚丙烯微孔膜1，聚丙烯微孔膜1上下表面均依次设有聚乙烯微粉颗粒层2和聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层3，也即：聚乙烯微粉颗粒层2设在聚丙烯微孔膜1和聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层3之间。复合隔膜的总厚度为32.2μm，透气性为548s/100ml；聚丙烯微孔膜1的厚度为25μm，微孔孔径为260nm，孔隙率为43%；聚乙烯微粉颗粒层2的微粒粒径为300nm，颗粒层厚度为2μm，孔隙率为50%；聚偏氟乙烯-六氟丙烯微粉颗粒层3的微粒粒径为230nm，颗粒层厚度为1.6μm，孔隙率为48%。