[发明专利]一种锂电池用PET重离子微孔复合隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜，具体涉及一种锂电池用PET重离子微孔复合隔膜及其制备方法。

背景技术

中国专利申请号为201110071317.0的专利文献公开了一种微孔PET薄膜及其生产方法， 该PET重离子微孔锂电池隔膜的生产方法以PET薄膜为基材，用高能重粒子对PET薄膜进 行辐照，将经过辐照的PET薄膜浸于盛有酸溶液或碱溶液的容器中进行蚀刻反应获得最终的 产品微孔PET薄膜。但是，该技术方案制备的微孔PET薄膜存在以下缺陷：(1)该微孔PET 薄膜会有一定概率存在2个或2个以上微孔重孔的出现，重孔的出现会导致孔径的倍数扩大， 降低隔膜的穿刺性能与绝缘性能；(2)该微孔PET薄膜的电解液浸润性不佳；(3)该微孔PET 薄膜的孔径需要控制在2微米以下，需要高孔密度，降低了辐照效率；(4)该微孔PET薄膜 的微孔为微孔有锂晶枝从正极穿刺到负极的风险；(5)该微孔PET薄膜的单层微孔膜，由于 孔径是微孔，离子交换路径最短，反应更快，但是正负极片表面由纳米到微米级的粉末状颗 粒组成，如隔膜非常薄且为直孔，这些正负极材料的颗粒很容易在孔道中接触，造成微短路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多微孔材料层在微孔PET薄膜成型蚀刻时不受蚀刻 且具有锂离子可自由迁移的微孔结构，弥补了微孔PET薄膜上微孔发生重孔的缺陷以及抗锂 枝晶穿刺的缺陷，提高隔膜整体电解液浸润性，微孔PET薄膜的直微孔孔径的设计范围更大、 生产效率高的锂电池用PET重离子微孔复合隔膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种锂电池用PET重离子微孔复合隔膜，包括微孔PET薄膜和多微孔材料层，所述微孔 PET薄膜上分布有沿厚度方向布置的直微孔，所述多微孔材料层涂布于微孔PET薄膜上形成 双层层叠网状微孔结构。

所述多微孔材料层的孔隙率为10％～90％、孔径小于2微米。

所述多微孔材料层为由高分子树脂和无机氧化物颗粒混合固化成型得到的多微孔结构 体，所述高分子树脂为聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中 的至少一种；所述无机氧化物颗粒为三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种。

所述无机氧化物颗粒的颗粒粒径小于5微米，所述微孔PET薄膜的厚度为2微米～50微 米。

一种锂电池用PET重离子微孔复合隔膜的制备方法，步骤包括：

1)将高分子树脂、无机氧化物颗粒、溶剂混合形成胶体料；

2)将所述胶体料涂布在PET薄膜基材上形成湿膜层，将带有湿膜层的PET薄膜基材烘 烤固化成型使湿膜层在PET薄膜基材上形成多微孔材料层；

3)将带有多微孔材料层的PET薄膜基材采用高能重粒子进行辐照；

4)将经辐照后的带有多微孔材料层的PET薄膜基材通过碱溶液进行蚀刻反应，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重离子微孔复合隔 膜成品。

所述步骤1)中高分子树脂的质量比为10％～50％，无机氧化物颗粒的质量比为5％～ 50％，溶剂的质量比为50％～90％。

所述步骤2)中将带有湿膜层的PET薄膜基材烘烤固化成型时，烘烤温度为40℃～120℃， 且在烘烤固化成型前还包括将带有湿膜层的PET薄膜基材浸泡在凝固浴中的步骤，所述凝固 浴由水和乙醇组成。

所述凝固浴中水的质量比为60％～100％、乙醇的质量比为0％～40％。

所述高分子树脂为聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中 的至少一种；所述无机氧化物颗粒为三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种；所述 溶剂为二甲基甲酰胺、丁酮中的至少一种。

所述步骤3)中进行辐照时，辐照功率为2000～10000千瓦，辐照时间为0.5～200秒； 所述步骤4)中通过碱溶液进行蚀刻反应时，碱溶液为10～50％的氢氧化钠溶液或者氢氧化 钾溶液，进行蚀刻反应的时间为1～30分钟。