CN102407623A - 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 - Google Patents
一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102407623A CN102407623A CN2011102222099A CN201110222209A CN102407623A CN 102407623 A CN102407623 A CN 102407623A CN 2011102222099 A CN2011102222099 A CN 2011102222099A CN 201110222209 A CN201110222209 A CN 201110222209A CN 102407623 A CN102407623 A CN 102407623A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- lithium ion
- magnetron sputtering
- ion battery
- barrier film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其中复合隔膜由无机氧化物涂层和有机隔膜基体组成;其特征在于制备方法为磁控溅射法,包括如下步骤:将有机隔膜基体材料裁成矩形放入磁控溅射腔体内,将无机氧化物靶材放入磁控溅射腔体内,调整磁控溅射设备的气压参数为0.1~1.0Pa、溅射功率参数为30~50W、溅射时间参数为1~30min,运行设备,在有机隔膜两侧溅射无机氧化物,制得复合锂离子电池隔膜。其工艺简单,隔膜具有很强的机械性能和很高的孔隙率;另外,该方法制备的锂离子电池隔膜不但具有遮断保护功能,而且当温度进一步升高时并不会发生熔融状况,具有很高的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,特别是涉及一种由无机氧化物涂层与有机隔膜基体组成的复合隔膜的制备方法。
背景技术
品质与价格是决定一种技术应用范围的主要因素。目前,锂离子电池的价格受原材料成本的制约依然居高不下,而且安全性能也亟待提升。隔膜是锂离子电池中非常重要的组成部分,对锂电池的成本以及安全性能等有着非常巨大的影响,因此,不断研究新型的隔膜材料对提高锂离子电池的综合性能具有十分重要的意义。
隔膜应该是一种良好的电子绝缘体和离子的导体,在保证正负极不发生短路的情况下,同时能让锂离子容易通过。目前,商用锂离子电池隔膜主要有聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层膜。这些隔膜使得电池具有很好的自我保护功能,当突然发生外部短路或者温度升高时,隔膜将发生热熔化而导致孔结构关闭,从而切断电流,使电池停止工作。然而,当电池进一步升温时,隔膜也会发生熔融,使得电池发生大面积内部短路,引起电池着火、***等严重安全问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其工艺简单,隔膜具有很强的机械性能和很高的孔隙率;另外,该方法制备的锂离子电池隔膜不但具有遮断保护功能,而且当温度进一步升高时并不会发生熔融状况,具有很高的安全性能。
本发明的技术方案是这样实现的:一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其中复合隔膜由无机氧化物涂层和有机隔膜基体组成;其特征在于制备方法为磁控溅射法,包括如下步骤:
1.将有机隔膜基体材料裁成矩形放入磁控溅射腔体内;
2.将无机氧化物靶材放入磁控溅射腔体内;
3.调整磁控溅射设备的气压参数为0.1~1.0Pa、溅射功率参数为30~50W、溅射时间参数为1~30min;
4.运行设备,在有机隔膜两侧溅射无机氧化物,制得复合锂离子电池隔膜;
其中,步骤1所述有机隔膜基体包括聚丙烯单层膜、聚乙烯单层膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层膜、无纺布;
步骤2中所述无机氧化物靶材为SiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中的一种或几种的混合物;
步骤3中的气压参数最佳参数为0.3Pa;溅射功率最佳功率为40W;溅射时间最佳溅射时间为5min。
本发明的积极效果是提供一种锂离子电池用复合隔膜的简便制作方法,该方法制作的锂离子电池隔膜不但具有遮断保护功能,而且当温度进一步升高时并不会发生熔融状况,具有很高的安全性能。另外,通过该方法制备的复合隔膜还具有很强的机械性能和很高的孔隙率,大大地提高了锂离子电池的综合性能。而且,采用本发明提供的锂离子电池隔膜的制作方法,生产工艺简单。
附图说明
图1为复合隔膜结构示意图,其中“1”是有机隔膜基体层,“2”是无机氧化物涂层。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述,但不等同于限制本发明,对于本领域的技术人员依照本发明进行的更改,均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1:
将尺寸为20mm×30mm的矩形聚丙烯隔膜1和直径为40mm的Al2O3靶材分别放入现有磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.3Pa,把溅射功率调节到35W,开始溅射。当溅射时间为6min后,停止设备,得到单面具有Al2O3涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有Al2O3涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例2:
将尺寸为20mm×30mm的矩形聚乙烯隔膜1和直径为40mm的SiO2靶材分别放入现有磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.4Pa,把溅射功率调节到40W,开始溅射。当溅射时间为8min后,停止设备,得到单面具有SiO2涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有SiO2涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例3:
将尺寸为22mm×25mm的矩形无纺布1和直径为40mm的ZrO2靶材分别放入现有磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.25Pa,把溅射功率调节到44W,开始溅射。当溅射时间为10min后,停止设备,得到单面具有ZrO2涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有ZrO2涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例4:
将尺寸为20mm×35mm的矩形聚丙烯单层膜1和直径为30mm的ZnO靶材分别放入磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.15Pa,把溅射功率调节到30W,开始溅射。当溅射时间为20min后,停止设备,得到单面具有ZnO涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有ZnO涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例5:
将尺寸为20mm×25mm的矩形聚乙烯单层膜1和直径为35mm的ZrO2和ZnO(摩尔比1:1)混合靶材分别放入磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.6Pa,把溅射功率调节到30W,开始溅射。当溅射时间为3min后,停止设备,得到单面具有Al2O3 和ZnO涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有Al2O3 和ZnO涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例6:
将尺寸为22mm×40mm的矩形无纺布1和直径为30mm的Al2O3 和ZnO(摩尔比1:1)混合靶材分别放入磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.5Pa,把溅射功率调节到45W,开始溅射。当溅射时间为8min后,停止设备,得到单面具有Al2O3 和ZnO涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有Al2O3 和ZnO涂层的复合锂离子电池隔膜。
实施例7:
将尺寸为22mm×30mm的矩形无纺布1和直径为40mm的SiO2和ZnO(摩尔比1:1)混合靶材分别放入磁控溅射设备室的相应位置内,再将磁控溅射设备的气压调节到0.3Pa,把溅射功率调节到30W,开始溅射。当溅射时间为20min后,停止设备,得到单面具有SiO2和ZnO涂层2的隔膜。将该隔膜位置翻转后重复上述操作,即得到双面具有SiO2和ZnO涂层的复合锂离子电池隔膜。
Claims (4)
1.一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其中复合隔膜由无机氧化物涂层和有机隔膜基体组成;其特征在于制备方法为磁控溅射法,包括如下步骤:
1)将有机隔膜基体材料裁成矩形放入磁控溅射腔体内;
2)将无机氧化物靶材放入磁控溅射腔体内;
3)调整磁控溅射设备的气压参数为0.1~1.0Pa、溅射功率参数为30~50W、溅射时间参数为1~30min;
4)运行设备,在有机隔膜两侧溅射无机氧化物,制得复合锂离子电池隔膜。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其特征在于所述有机隔膜基体包括聚丙烯单层膜、聚乙烯单层膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层膜、无纺布。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其特征在于所述无机氧化物靶材为SiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法,其特征在于气压参数最佳参数为0.3Pa;溅射功率最佳功率为40W;溅射时间最佳溅射时间为5min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110222209.9A CN102407623B (zh) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110222209.9A CN102407623B (zh) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102407623A true CN102407623A (zh) | 2012-04-11 |
CN102407623B CN102407623B (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=45910123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110222209.9A Active CN102407623B (zh) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102407623B (zh) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103066228A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-24 | 广东工业大学 | 一种无机/有机多层复合隔膜的制备方法 |
CN103072355A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 深圳市冠力新材料有限公司 | 一种新型无机膜及其制备方法 |
CN103346280A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-10-09 | 浙江努奥罗新能源科技有限公司 | 一种锂电池及其制造方法 |
CN103378332A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 苏州纳新新能源科技有限公司 | 一种电池用复合薄膜 |
CN103400959A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 天津力神特种电源科技有限公司 | 用于锂离子电池的隔膜及其生产方法和电芯 |
CN104393221A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-04 | 常熟市新腾化工有限公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
CN106450109A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-02-22 | 江南大学 | 一种抑制电解液分解的锂离子电池隔膜及制备方法 |
WO2017036400A1 (zh) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 北京纳米能源与***研究所 | 可降解电容器及其制造方法 |
CN106654118A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 江南大学 | 一种具有热断功能的锂离子电池复合隔膜及制备方法 |
CN107475678A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-12-15 | 深圳市烯谷能源控股有限公司 | 一种在pe隔膜表面制备陶瓷膜的方法 |
CN107895767A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-10 | 江南大学 | 一种锂硫电池用高性能复合隔膜及其制备方法 |
CN109920957A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-21 | 华中科技大学 | 一种锂硫电池的插层材料 |
CN110350239A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-18 | 无锡市明杨新能源有限公司 | 高倍率高能量密度锂离子电池 |
CN113067099A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 电子科技大学 | 复合型锂电池隔膜及其制备方法、锂电池及电子装置 |
JP2021534558A (ja) * | 2018-08-21 | 2021-12-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated | バッテリ用セパレータへの極薄セラミックコーティング |
CN114196927A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-18 | 深圳先进技术研究院 | 基于蓝宝石基底的紫外增透玻璃及其制备方法和应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1494173A (zh) * | 2002-11-02 | 2004-05-05 | ����Sdi��ʽ���� | 具有无机保护膜的隔板及使用它的锂电池 |
CN101462381A (zh) * | 2009-01-06 | 2009-06-24 | 韩伟嘉 | 聚烯烃微孔隔膜及其制作方法 |
-
2011
- 2011-08-04 CN CN201110222209.9A patent/CN102407623B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1494173A (zh) * | 2002-11-02 | 2004-05-05 | ����Sdi��ʽ���� | 具有无机保护膜的隔板及使用它的锂电池 |
CN101462381A (zh) * | 2009-01-06 | 2009-06-24 | 韩伟嘉 | 聚烯烃微孔隔膜及其制作方法 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103378332A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 苏州纳新新能源科技有限公司 | 一种电池用复合薄膜 |
CN103072355A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 深圳市冠力新材料有限公司 | 一种新型无机膜及其制备方法 |
CN103066228A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-24 | 广东工业大学 | 一种无机/有机多层复合隔膜的制备方法 |
CN103346280A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-10-09 | 浙江努奥罗新能源科技有限公司 | 一种锂电池及其制造方法 |
CN103400959A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 天津力神特种电源科技有限公司 | 用于锂离子电池的隔膜及其生产方法和电芯 |
CN103400959B (zh) * | 2013-08-19 | 2015-04-01 | 天津力神特种电源科技有限公司 | 用于锂离子电池的隔膜及其生产方法和电芯 |
CN104393221A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-04 | 常熟市新腾化工有限公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
WO2017036400A1 (zh) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 北京纳米能源与***研究所 | 可降解电容器及其制造方法 |
CN107475678A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-12-15 | 深圳市烯谷能源控股有限公司 | 一种在pe隔膜表面制备陶瓷膜的方法 |
CN107475678B (zh) * | 2016-08-04 | 2019-12-06 | 惠州市烯谷新能源产业技术研究院有限公司 | 一种在pe隔膜表面制备陶瓷膜的方法 |
CN106654118A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 江南大学 | 一种具有热断功能的锂离子电池复合隔膜及制备方法 |
CN106450109A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-02-22 | 江南大学 | 一种抑制电解液分解的锂离子电池隔膜及制备方法 |
CN107895767A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-10 | 江南大学 | 一种锂硫电池用高性能复合隔膜及其制备方法 |
CN107895767B (zh) * | 2017-11-10 | 2020-08-04 | 江南大学 | 一种锂硫电池用高性能复合隔膜及其制备方法 |
JP2021534558A (ja) * | 2018-08-21 | 2021-12-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated | バッテリ用セパレータへの極薄セラミックコーティング |
US11588209B2 (en) | 2018-08-21 | 2023-02-21 | Applied Materials, Inc. | Ultra-thin ceramic coating on separator for batteries |
CN109920957A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-21 | 华中科技大学 | 一种锂硫电池的插层材料 |
CN110350239A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-18 | 无锡市明杨新能源有限公司 | 高倍率高能量密度锂离子电池 |
CN113067099A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 电子科技大学 | 复合型锂电池隔膜及其制备方法、锂电池及电子装置 |
CN114196927A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-18 | 深圳先进技术研究院 | 基于蓝宝石基底的紫外增透玻璃及其制备方法和应用 |
CN114196927B (zh) * | 2021-11-25 | 2024-02-27 | 深圳先进技术研究院 | 基于蓝宝石基底的紫外增透玻璃及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102407623B (zh) | 2015-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102407623B (zh) | 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 | |
Wu et al. | Conversion cathodes for rechargeable lithium and lithium-ion batteries | |
CN108039439B (zh) | 一种复合隔膜及其制备方法 | |
JP2015534242A5 (zh) | ||
US10297865B2 (en) | Electrolytic solution and electrochemical device | |
KR102444283B1 (ko) | 전고체 이차전지, 및 전고체 이차전지의 제조 방법 | |
CN201845833U (zh) | 一种新型聚合物锂离子二次电池 | |
CN103904360A (zh) | 一种固态电解质及其制作方法与全固态锂电池 | |
CN104659412B (zh) | 含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料和电池 | |
CN105027345A (zh) | 固体电解质和使用其的全固体型离子二次电池 | |
CN104810516B (zh) | 一种改善低温充放电性能的锂离子电池 | |
JP2014086222A (ja) | 二次電池の製造方法 | |
CN104681762A (zh) | 一种锂离子电池复合隔膜的制备方法 | |
JP2008112635A (ja) | 全固体リチウムイオン電池およびその製造方法 | |
JP2016225089A (ja) | 電極、電極の製造方法及び電池 | |
JP2016134254A (ja) | 全固体電池の製造方法 | |
CN108649250A (zh) | 一种全固态锂电池中极片-电解质膜一体化复合电极的烘烤工艺 | |
CN105591071A (zh) | 锂金属阳极片及其制备方法及锂金属电池 | |
CN203674303U (zh) | 一种锂离子电池的安全结构 | |
CN103613366A (zh) | 一种用于锂电池的陶瓷膜浆料及涂有该陶瓷膜浆料极片的制备方法 | |
JP2014191917A (ja) | 全固体電池 | |
JP2015032535A (ja) | 積層プレス前に負極層側に緻密な電解質層を有する積層電極体 | |
CN103825053B (zh) | 一种高性能软包装锂离子电池电芯的制作工艺 | |
CN203910923U (zh) | 一种高性能软包装锂离子电池电芯 | |
WO2015079549A1 (ja) | リチウムイオン二次電池およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用結着剤溶液 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |