[发明专利]一种锂离子二次电池用隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于新能源领域，特别涉及一种锂离子电池用隔膜及其制备方法。

背景技术

由于电子设备的的重量减轻和小型化，作为能量密度高且重量轻的锂离子二次电池已经用于广泛的领域。锂离子二次电池主要由正极、负极、非水电解液和隔膜组成。

用于锂离子二次电池的隔膜必须满足如下要求：不阻止电极之间的离子传导、保留电解液、对于电解液具有耐溶剂性等。锂离子二次电池的隔膜主要为由热塑性树脂如聚乙烯或聚丙烯构成的多孔膜。

伴随高容量的动力锂离子电池的应用，特别需要一种厚度薄，但拉伸强度、刺穿强度高，破膜温度高、高温特性良好、安全性高的电池用隔膜，同时动力电池内活性物质的填充密度越高，充放电的锂的吸留和释放的电池反应越活跃，随之而来的副反应的弊端也增大。所谓副反应，是电解液以及电极材料组合物进行电化学分解而产生有机物以及无机物的反应。由于该副反应生成物从电极表面堆积在隔膜表面或内部的孔中，引起隔膜的孔堵塞，使锂离子的扩散降低，其结果，电池内部电阻上升，容易使循环特性下降。同时，隔膜的孔隙率低，孔径的不均匀性亦影响了锂离子二次电池的循环性能。所以在高容量的动力锂离子电池应用中，除上述的高温和安全特性之外，还要求隔膜孔径大，孔隙率高，孔径均匀，以保证电池的良好循环特性。

申请号为200480028364.5的中国专利公开了非水电解液二次电池的隔板和利用它的非水电解液二次电池，该隔板存在如下缺陷：为增大孔径和孔隙率，在热塑性树脂中加入了大比例的无机填料，使隔膜的连续性恶化，隔膜的性能如拉伸强度和刺穿强度变差；由于加入填料拉伸后形成的孔的结构较大程度上取决于填料的性能，包括填料的粒子大小、形状、结构、相容性及其含量等，增大了孔的结构的不可控性；另外由于含有大量的填料，对熔体的混炼均匀性、成孔均匀性以及制品的成品率造成困难。所以急需一种既保证隔膜的高孔隙率、大孔径、成孔均匀，同时又保证其优异的拉伸强度和刺穿强度，生产过程简洁，混炼过程及拉伸成孔工艺过程中易控制成孔结构、成品率高的隔膜的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述问题，提供一种锂离子二次电池用隔膜。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种锂离子二次电池用隔膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种锂离子二次电池用隔膜，所述隔膜的孔隙率为50%～70%，平均孔径范围为0.1～0.3um，最大孔径与平均孔径比为1.10～1.25。

一种优选方案，所述隔膜的孔隙率为55%～65%。

一种优选方案，所述隔膜的平均孔径范围为0.15～0.25um。

一种锂离子二次电池用隔膜的制备方法，所述制备包括如下步骤：

（1）预混料：将聚丙烯树脂、成核剂、抗静电剂、增塑剂和抗氧化剂按比例混合，得到预混料；

（2）熔融挤出：在200～250℃条件下将预混料熔融挤出；

（3）铸片：在50～70℃条件下冷却铸片，得到厚度均匀的片材；

（4）等离子放电处理：在50～70℃条件下，对上述片材进行等离子体放电处理30s～60s；

（5）双向拉伸：在80～120℃下进行双向同步拉伸，纵向拉伸4.5～7.0倍，横向拉伸4.0～6.5倍；

（6）热定型：在120～135℃热定型10～20秒，收卷，得到锂离子二次电池用隔膜。

上述制备方法，所述预混料的组成及重量含量为：

聚丙烯树脂          100份；

成核剂             0.2～0.5份；

抗静电剂           0.5～1.0份；

增塑剂                5～10份；

抗氧化剂           0.5～1.0份。

上述制备方法，所述聚丙烯脂的等规度为94%～98%、熔融指数为1～5g/10min。

上述制备方法，所述成核剂为山梨醇卞叉衍生物或有机磷酸盐类化合物。

上述制备方法，所述抗氧剂由阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成，阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的重量比为1:2～2:1。

与现有技术相比本发明具有如下优点：