[发明专利]具有可变孔隙率的电池隔膜

摘要

提供了一种多孔聚合物蓄电池隔膜，其沿其长度包括可变的孔隙率。这种蓄电池隔膜能够在端子端附近比相反端附近通常经受更高电流密度和更高温度的蓄电池的电池中增加电流密度的均匀性。通过将可变孔隙率的隔膜放置在电化学电池的电极之间，使得其端子端比其相反端具有更低的孔隙率，离子（例如锂离子）通过该隔膜的传输可以在通常高电流区域中受到限制，而在通常低电流区域中更少受到限制，由此增加该蓄电池的电池中电流密度的整体均匀性。可变孔隙率蓄电池隔膜可以通过改进的溶剂交换工艺制备。该工艺可以包括形成具有不均匀厚度的包含聚合物的膜，选择性致密化该膜使得其具有不均匀的聚合物浓度和在该膜中引入可变孔隙率。

主权项

一种制备薄聚合物隔膜的方法，所述聚合物隔膜具有开放的多孔结构，当放置在电化学电池中的正极电极和负极电极之间并与正极电极和负极电极成面接触且用电解质溶液填充时，允许电池中的离子从一个电极通过所述隔膜流至另一电极，每个电极都具有平面形状和电接头，所述方法包括：a）形成包含聚合物的膜，所述膜在宽度方向上具有不均匀的厚度，并包含聚合物和聚合物溶剂；b）选择性致密化所述含有聚合物的膜，从而使得所述含有聚合物的膜在其宽度方向上具有不均匀的聚合物浓度；c）使用溶剂交换过程在所述膜中引入可变孔隙率；以及d）从所述膜以与所述正极和负极电极的形状相对应的形状得到薄聚合物隔膜，从而使得所述多孔结构包括孔，所述孔被定制尺寸并被配置在电池中以使在远离电极上的电接头的位置允许更高的离子电流流过所述隔膜，从而在隔膜的整个面区域上更均匀地分配离子电流流过隔膜。