[发明专利]提高手机电池隔膜耐热性的改性方法

说明书

技术领域

本发明属于电池隔膜制备技术领域，涉及一种手机电池隔膜改性方法，具体的说是涉及一种提高手机电池隔膜耐热性的改性方法。

背景技术

手机是目前生活中最为常见的电子产品，也是人们日常生活中最亲密的“伙伴”。手机类型顾名思义就是指手机的外在类型，常见类型有直板式、折叠式、滑盖式、旋转式、侧滑式、腕表式等几类；按照用途可分为商务手机、影像手机、学习应用手机、老人手机、儿童手机、炒股手机、音乐手机、电视手机、游戏手机等等；按照操作方式可分为按键式和触屏式；触屏手机是现代手机市场的潮流，触屏手机分为电阻屏和电容屏手机，是指利用触摸屏的技术，将该技术应用到手机屏幕上面的一种手机类型。触屏手机和其他的手机分类没有明显的界限，最大的特点在于它那超大的屏幕，可以用手指操纵，完美的替代键盘，可以使用者带来视觉的享受，无论从文字还是图像方面都体现出大屏幕的特色。但是由于屏幕大，体积也就比较大，对于携带触屏手机占用的空间也大，同时，由于屏幕大，所需要的电量也大。

隔膜是电池中不可或缺的重要材料之一。在锂离子电池中，隔膜主要用于锂离子的传导，并将电池内部的正负极相互隔开，以防止电池自我放电及两极短路等问题，起到一定的安全保护作用。隔膜的安全性、渗透性、孔隙度及膜厚度等都对电池性能有着重要的影响。

目前商品化的锂离子电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜，但是由于聚烯烃强度一般，制得的隔膜性能不高，尤其是破膜温度不够高、高温下的穿刺强度不够强，一般只能应用于手机、相机、笔记本等小型电子产品上，而无法应用于大容量的动力电池领域。

目前，商品化的锂离子电池隔膜主要是经过精密双向拉伸的多孔聚烯烃材料，如：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯和聚丙烯复合层(PP/PE/PP)等，厚度25～40um，孔径30～100nm，孔隙率30％～50％。多孔聚烯烃具有较高的强度和较好的化学稳定性，在高于玻璃化温度的条件下具有收缩孔隙的自闭合功能，能够限制电流，可防止过热而引起爆炸。但聚烯烃隔膜存在的问题之一是亲水性较差，无法完全满足电池快速充放电的要求，还影响电池的循环使用寿命。存在的另一个问题是耐热性差，在大功率放电时会受热变形，当电池局部温度超过170℃时会迅速融化，导致电池正负极迅速接触而短路，造成安全事故。

发明内容

本发明针对现有隔膜技术中聚烯烃隔膜存在亲水性较差，无法完全满足电池快速充放电的要求，还影响电池的循环使用寿命，耐热性差，在大功率放电时会受热变形，当电池局部温度超过170℃时会迅速融化，导致电池正负极迅速接触而短路，造成安全事故等不足，提出一种提高手机电池隔膜耐热性的改性方法，能解决上述现有技术中的不足，可增强电池的使用寿命，使用的安全性可得到大幅度提高。

本发明的技术方案：一种提高手机电池隔膜耐热性的改性方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

(1)将超高分子量聚乙烯与聚烯烃混合液进行混合，加热搅拌，抽滤，得到预溶胀后的超高分子量聚乙烯；

(2)将预溶胀后的超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯及增塑成孔剂混合液，送入加工温度为100～150℃，剪切速率为200～300r/min的双螺杆挤出机中溶解塑化，得到塑化后的熔体；

(3)对塑化后的熔体依次进行铸片，冷却，拉伸，萃取，热定型和剪切磨边修正，最终得到所需形状隔膜；

(4)在离子辅助电子束蒸发镀膜装置中，无机氧化物原料被加热蒸发并沉积至电池隔膜表面形成氧化物涂层；在氧化物涂层沉积过程中，硅氧烷类的有机单体被离子源离化并掺杂至无机氧化物涂层中；

(4-1)放置电池隔膜和无机氧化物原料：将电池隔膜和无机氧化物原料分别置入离子辅助电子束蒸发镀膜装置中的镀膜真空腔室的顶部和加热坩埚内，抽本底真空至压力低于5×10^-3Pa；

(4-2)对电池隔膜进行镀膜前的表面清洗与活化：通过气路系统向离子源供应纯度不低于99.99％的放电氩气，使镀膜真空腔室的绝对压力处于10^－2Pa量级，开启离子源，离子束轰击电池隔膜表面，对电池隔膜进行镀膜前的表面清洗与活化；

(4-3)使无机氧化物原料向电池隔膜表面沉积：开启电子束加热蒸发系统的电源，使无机氧化物原料加热气化，并向电池隔膜表面沉积；

(5)在将硅氧烷类的有机单体被离子源离化并掺杂至无机氧化物涂层步骤中；