[发明专利]一种锂离子电池用隔膜及其应用的锂离子电池

说明书

技术领域

 本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池用隔膜及其应用的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，作为能将电能和化学能相互转化的二次化学电源，被视为电力储能系统的热门候选技术之一。自诞生以来，其应用领域不断扩大，获得迅速的发展。目前，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动工具、电动自行车以及电动汽车等大型电动设备方面，因此，目前对锂离子电池的安全性能要求越来越高，如何提高电池安全性能是目前各大电池厂家研究的主要方向。

为了提高锂离子电池的安全性，现有技术人员在很多方面做了研究改进，其中隔膜是重点研究的方向之一。现有的电池隔膜都是采用聚烯烃材料（如聚丙烯PP、聚乙烯PE材料）制成，聚烯烃材料的融化温度都在130~160℃左右，这就导致了电池在高于上述温度时，电池内部的反性电极会发生短路问题，从而电池发生剧烈的放热，从而导致安全事故发生，影响到锂离子电池的使用安全。

因此，目前迫切开发一种非有机材料隔膜，其可以解决电池隔膜融化所导致的电池短路问题，避免安全事故的发生，能够具有良好的安全性能，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种锂离子电池用隔膜及其应用的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以解决电极隔膜融化所导致的电池短路问题，避免安全事故的发生，能够具有良好的安全性能，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，其特征在于，所述隔膜为陶瓷纤维隔膜。

其中，所述隔膜包括有陶瓷纤维、无机填料以及无机胶和/或有机胶。

其中，所述陶瓷纤维、无机填料以及所述无机胶和有机胶这两种胶中至少一种胶之间的质量比为（80~95）：（2~15）：（2~10）。

其中，所述陶瓷纤维隔膜的质量密度为50~700kg/m³；所述陶瓷纤维隔膜的厚度为50~900μm；所述陶瓷纤维隔膜为具有多个孔隙的体膜，所述陶瓷纤维隔膜的孔隙率为40~70%。

其中，所述陶瓷纤维隔膜的质量密度为150~300 kg/m³，所述陶瓷纤维隔膜的厚度为150~500μm，所述陶瓷纤维隔膜的孔隙率为50~60%。 

其中，所述陶瓷纤维的长度为5~250mm，所述陶瓷纤维的直径为1~5μm。

其中，所述陶瓷纤维的长度为100~150mm，所述陶瓷纤维的直径为2~3μm。

其中，所述陶瓷纤维的材质为包括氧化铝、氧化硅和氧化钛中的至少一种；所述无机填料为羧甲基纤维素钠。

其中，所述无机胶为硅烷胶，所述有机胶为包括聚丙烯酸类胶、聚偏氟乙烯类胶和丁苯橡胶中的至少一种。

此外，本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池具有前面所述的锂离子电池用隔膜。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子电池用隔膜及其应用的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以替换传统的聚烯烃有机隔膜，既可以保持电池隔膜的特性，如保液性、电子绝缘性、离子导电性等基本性能，又可以确保采用用本发明提供的陶瓷纤维隔膜做成的锂离子电池在高温下（如160℃以上）不会出现不同极性电极的短路（因为陶瓷纤维隔膜没有热收缩，聚烯烃有机隔膜热收缩严重），因此，有效解决因为电极隔膜融化所导致的电池短路问题，避免安全事故的发生，能够具有良好的安全性能，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，所述隔膜为陶瓷纤维隔膜，具体包括陶瓷纤维、无机填料以及无机胶和/或有机胶，所述陶瓷纤维、无机填料以及所述无机胶和有机胶这两种胶中至少一种胶之间的质量比可以为（80~95）：（2~15）：（2~10）。

在本发明中，所述陶瓷纤维隔膜的质量密度可以为50~700kg/m³；所述陶瓷纤维隔膜的厚度可以为50~900μm；所述陶瓷纤维隔膜为具备多孔结构（即具有多个孔隙）的隔膜，所述陶瓷纤维隔膜的孔隙率可以为40~70%。