[实用新型]一种多层结构锂离子电池绝缘隔膜

说明书

本实用新型公开了一种多层结构锂离子电池绝缘隔膜，包括至少一层电化学功能层；当为一层电化学功能层时，在电化学功能层()的前后均叠放有至少一层力学功能层；当为多层时，多层电化学功能层前后间隔且叠放，在相邻的两层电化学功能层间，以及前后侧的两层电化学功能层的外侧均叠放有至少一层力学功能层；电化学功能层，为网状或海绵状或凝胶状薄膜，具有电化学性能，用作锂离子电池中离子通道和正负电极间的绝缘材料；力学功能层，为多孔薄膜，用作锂离子电池隔膜骨架。该隔膜的力学性能、耐高温性能、阻燃性能和电化学性能、电绝缘性能均能满足锂离子电池隔膜的要求。

技术领域

本实用新型属于绝缘材料领域，具体涉及一种多层结构锂离子电池绝缘隔膜。

背景技术

锂离子电池因具有能量密度高、安全性好、无记忆效应等众多优点，已应用于电子产品、交通工具以及航空航天等领域。而隔膜作为锂离子电池的主要组成部分之一，不仅对电池的安全性能起着重要作用，还对电池的电化学性能有直接影响。

不同材质的隔膜，其性能优缺点不同。聚烯烃隔膜因具有良好的化学稳定性、力学性能以及较低的成本被广泛应用于商用锂离子电池中。然而，聚烯烃隔膜固有的热稳定性低、电解液润湿性差、导致隔膜电绝缘性能丧失的意外损坏率高等缺陷，使锂离子电池存在安全隐患，并且影响其电化学性能的发挥。因此，开发具有热稳定性高、电化学性能好/电绝缘性能可靠的锂离子电池隔膜仍是目前锂离子电池领域研究的热点。以聚酰亚胺(PI)、聚苯并咪唑(PBI)、聚丙烯晴(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等耐热聚合物作为膜材料，利用静电纺丝法、相转化法等制备出锂离子电池隔膜，显示出比商业聚烯烃隔膜更好的耐热性、电化学稳定性和可靠的电绝缘性能。

但这些材料制备的锂电池隔膜的拉伸强度却低于聚烯烃隔膜的拉伸强度(不小于100MPa)。这种情况的原因在于锂离子电池隔膜的结构。现有的锂离子电池隔膜是单层结构，而且大多采用单一材料制备，即使对单一材料改性，也不能完全满足锂离子电池隔膜要求的力学性能、耐高温性能、阻燃性能和电化学性能等性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多层结构锂离子电池绝缘隔膜，该隔膜的力学性能、耐高温性能、阻燃性能和电化学性能、电绝缘性能均能满足锂离子电池隔膜的要求。

本实用新型采用以下技术方案：一种多层结构锂离子电池绝缘隔膜，包括至少一层电化学功能层；

当为一层电化学功能层时，在电化学功能层1的前后均叠放有至少一层力学功能层；

当为多层时，多层电化学功能层前后间隔且叠放，在相邻的两层电化学功能层间，以及前后侧的两层电化学功能层的外侧均叠放有至少一层力学功能层；

电化学功能层，为网状或海绵状或凝胶状薄膜，具有电化学性能，用作锂离子电池中离子通道和正负电极间的绝缘材料；

力学功能层，为多孔薄膜，用作锂离子电池隔膜骨架。

进一步地，还包括阻燃耐温功能层，为两层，分别叠放于前后外侧的力学功能层的外侧。

进一步地，相邻的各层间用粘结剂粘结或经高压热定型联接。

进一步地，电化学功能层、阻燃耐温功能层和力学功能层具有相同的规格尺寸。

进一步地，电化学功能层由聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚砜树脂(PSF)、聚芳醚砜树脂、聚脲树脂、聚苯并咪唑、聚氨酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或对苯二甲酸乙二醇酯材料制备而成。

进一步地，力学功能层由聚酰亚胺、聚脲、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚砜树脂、聚芳醚砜树脂材料或尼龙材料制备而成。

进一步地，阻燃耐温功能层由具有耐温性的聚酰亚胺、聚磷腈、聚脲、聚氨酯、聚苯并咪唑、聚砜、聚芳醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯聚、聚偏二氯乙烯、阻燃性尼龙或阻燃性聚丙烯酸酯材料制备而成。