CN103354279A - 一种用于锂离子电池的三层隔膜 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于锂离子电池的三层隔膜,该隔膜包括三个复合层,第二复合层夹设于第一复合层和第三复合层之间;第一复合层为多孔结构的至少一层耐温层,第二复合层为多孔结构的至少一层关闭层,第三复合层为多孔结构的至少一层陶瓷层。本申请的隔膜中,陶瓷层直接与表面具备很好涂覆特性的闭孔层接触,保证了隔膜的剥离强度和稳定性,同时耐温层的存在也保障了隔膜的耐温性能和力学强度。本申请的隔膜与单独的PP微孔膜与陶瓷涂层的复合隔膜相比,涂层不易脱落,保障了隔膜的稳定性和撕裂强度;与单独的PE微孔膜与陶瓷涂层的复合隔膜相比,具有更好的耐高温性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池隔膜领域,特别是涉及一种用于锂离子电池的三层耐温复合隔膜。
背景技术
聚丙烯微孔膜(PP膜)和聚乙烯微孔膜(PE膜)是电池隔膜中比较常用的两种基本材料,大部分的复合隔膜都是以PP微孔膜或PE微孔膜为基膜复合而成。目前,比较常见的复合隔膜有,以PP微孔膜为基膜,在PP微孔膜上涂覆陶瓷涂层;或者以PE微孔膜为基膜,在PE微孔膜上涂覆陶瓷涂层。前者闭孔温度高,存在安全隐患,并且PP微孔膜表面不易涂覆涂层,涂层与基膜间撕裂强度低,易脱落;后者耐温性能差,在120℃或更高的温度下,热收缩很大,几乎没有力学强度,同样存在安全隐患,PE微孔膜基膜涂覆陶瓷涂层的复合隔膜不具有真正的耐高温性能。
发明内容
本申请的目的是提供一种新结构的三层结构的耐温复合隔膜。
为实现上述目的,本申请采用了以下技术方案:
本申请公开了一种用于锂离子电池的三层隔膜,包括三个复合层,第二复合层夹设于第一复合层和第三复合层之间;第一复合层为多孔结构的至少一层耐温层,第二复合层为多孔结构的至少一层关闭层,第三复合层为多孔结构的至少一层陶瓷层。
本申请中,陶瓷层中含有质量比0.1:1.0至1.0:0.1的陶瓷粒子和粘合剂。
进一步的,陶瓷粒子选自铝、硅、镁和锆四种金属的氧化物颗粒或氢化物颗粒中的至少一种;陶瓷粒子的平均粒径为0.1-10μm。
进一步的,耐温层的熔融温度高关闭层的熔融温度至少30℃。
进一步的,陶瓷层与耐温层之间的剥离强度大于2.0N/cm。
本申请中,耐温层和关闭层采用热压层合或共挤出层合。
本申请中,陶瓷层采用涂覆方式施涂于所述关闭层上,其中涂覆方式包括印刷、微凹版印刷、压制、辊涂、刮涂、浸涂、喷涂或灌注中的任意一种,优选微凹版印刷和浸涂。
本申请中,耐温层为聚丙烯层、聚偏氟乙烯层、聚偏氟乙烯共六氟丙烯层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层或聚酰亚胺层中的一种或几种。
本申请中,关闭层为低密度聚乙烯层、线性低密度聚乙烯层、聚乙烯蜡层中的一种或几种。
本申请的一个优选方式中,三层隔膜的具体结构包括聚丙烯层、低密度聚乙烯层和陶瓷层;低密度聚乙烯层夹设于聚丙烯层和陶瓷层之间。
由于采用以上技术方案,本申请的有益效果在于:
本申请的用于锂离子电池的三层隔膜中,陶瓷层直接与表面具备很好涂覆特性的闭孔层接触,保证了隔膜的剥离强度和稳定性,同时耐温层的存在也保障了隔膜的耐温性能和力学强度。本申请的三层隔膜与单独的PP微孔膜与陶瓷涂层的复合隔膜相比,涂层不易脱落,保障了复合隔膜的稳定性和撕裂强度;与单独的PE微孔膜与陶瓷涂层的复合隔膜相比,具有更好的耐高温性能。
附图说明
图1:是本申请的实施例中用于锂离子电池的三层隔膜的结构示意图。
具体实施方式
目前市场上仅有PP微孔膜加陶瓷涂层或者PE微孔膜加陶瓷涂层的两种以PP微孔膜或PE微孔膜为基膜的复合隔膜,这两种复合隔膜有的存在撕裂强度不够、易脱落的问题,有的耐温性不够。本申请的用于锂离子电池的三层隔膜正是针对这些缺点,在现有的复合隔膜的基础上进行改进,提出了耐温层和陶瓷层中间夹设关闭层的三个基础层结构,不仅提高了撕裂强度,解决了易脱落的问题,而且也具有较好的耐温性能。需要说明的是,三个基础层中,每个基础层都可以是多层结构,比如第一复合层中,可以是多层的耐温层复合而成,然后再与第二复合层复合。
下面通过具体实验例并结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实验例仅仅对本申请进行进一步的说明,不应理解为对本申请的限制。
对比例1
本例的复合隔膜直接在聚丙烯微孔膜的表面涂覆一层陶瓷涂层制成,具体的,在20μm厚的聚丙烯微孔隔膜上单面涂覆厚度为5μm的陶瓷涂层,制备成现有使用的复合隔膜作为对比,并测试其陶瓷涂层附着力、150℃加热1小时的热收缩率,以及热关闭温度。测试结果见表1。
对比例2
本例的复合隔膜直接在聚乙烯微孔膜的表面涂覆一层陶瓷涂层制成,具体的,在20μm厚的聚乙烯微孔隔膜上单面涂覆厚度为5μm的陶瓷涂层,制备成现有是用的复合隔膜作为对比,并测试其陶瓷涂层附着力、150℃加热1小时的热收缩率,以及热关闭温度。测试结果见表1。
实施例1
本例的用于锂离子电池的三层隔膜的结构如图1所示,包括聚丙烯隔膜层1、陶瓷涂层3和夹设于聚丙烯隔膜层1和陶瓷涂层3中间的聚乙烯隔膜层2。具体制备方法包括,将厚度为10μm的聚丙烯隔膜和厚度为10μm的聚乙烯隔膜热压层合,然后在聚乙烯隔膜面涂覆厚度为5μm的陶瓷涂层,制成本申请的复合隔膜,并测试其陶瓷涂层附着力、150℃加热1小时的热收缩率,以及热关闭温度。测试结果见表1。
实施例2
本例的用于锂离子电池的三层隔膜的结构与实施例1相同,只是制备方法有所改变,具体的,通过共挤出法制备厚度为22μm的聚丙烯/聚乙烯复合基膜,采用Celgard干法工艺拉伸成孔后在聚乙烯面涂覆5μm的陶瓷涂层,制成本申请的复合隔膜,并测试其陶瓷涂层附着力、150℃加热1小时的热收缩率,以及热关闭温度。测试结果见表1。
表1复合隔膜性能测试
根据表1的测试结果可见,与对比例1相比,本申请的用于锂离子电池的三层隔膜克服了对比例1的聚丙烯复合隔膜中陶瓷涂层附着力小、易脱落的问题;与对比例2相比,本申请的用于锂离子电池的三层隔膜克服了对比例2的聚乙烯复合隔膜的热收缩率大、不耐高温的缺点;同时,本申请的用于锂离子电池的三层隔膜,还保留并延续了对比例1和对比例2的复合隔膜的有点,具有良好的陶瓷层附着力的同时,具有较小的热收缩率和较低的热关闭温度。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于锂离子电池的三层隔膜,其特征在于:包括三个复合层,第二复合层夹设于第一复合层和第三复合层之间;
所述第一复合层为多孔结构的至少一层耐温层,所述第二复合层为多孔结构的至少一层关闭层,所述第三复合层为多孔结构的至少一层陶瓷层。
2.根据权利要求1所述的三层隔膜,其特征在于:所述陶瓷层中含有质量比0.1:1.0至1.0:0.1的陶瓷粒子和粘合剂。
3.根据权利要求2所述的三层隔膜,其特征在于:所述陶瓷粒子选自铝、硅、镁和锆四种金属的氧化物颗粒或氢化物颗粒中的至少一种;所述陶瓷粒子的平均粒径为0.1-10μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述耐温层的熔融温度高所述关闭层的熔融温度至少30℃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述陶瓷层与所述耐温层之间的剥离强度大于2.0N/cm。
6.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述耐温层和所述关闭层采用热压层合或共挤出层合。
7.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述陶瓷层采用涂覆方式施涂于所述关闭层上,所述涂覆方式包括印刷、微凹版印刷、压制、辊涂、刮涂、浸涂、喷涂或灌注中的任意一种,优选微凹版印刷和浸涂。
8.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述耐温层为聚丙烯层、聚偏氟乙烯层、聚偏氟乙烯共六氟丙烯层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层或聚酰亚胺层中的一种或几种。
9.根据权利要求1-3任一项所述的三层隔膜,其特征在于:所述关闭层为低密度聚乙烯层、线性低密度聚乙烯层、聚乙烯蜡层中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的三层隔膜,其特征在于:所述三层隔膜的具体结构包括聚丙烯层、低密度聚乙烯层和陶瓷层;所述低密度聚乙烯层夹设于聚丙烯层和陶瓷层之间。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104157819A (zh) * | 2014-09-02 | 2014-11-19 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法 |
CN109192902A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 深圳中兴新材技术股份有限公司 | 一种多级安全防护锂电池隔膜的制备方法及锂电池隔膜 |
CN109860487A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
CN113224467A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-06 | 江苏星源新材料科技有限公司 | 一种涂层隔膜 |
CN113278310A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-20 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种复合陶瓷颗粒及其制备方法和应用 |
CN114566758A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-31 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种薄膜及其制备方法与包含该薄膜的电池 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1679182A (zh) * | 2002-08-24 | 2005-10-05 | 德古萨公司 | 具有断路机制的电隔片及其制备方法和在锂-蓄电池中的应用 |
CN1758463A (zh) * | 2004-10-10 | 2006-04-12 | 西安迪纳斯科技有限责任公司 | 用于锂离子二次电池的复合隔膜和使用该隔膜的锂离子二次电池 |
WO2009139585A2 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Sk Energy Co., Ltd. | Microporous polyolefin film with thermally stable porous layer at high temperature |
WO2012070154A1 (ja) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
CN103094517A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-05-08 | 深圳中兴创新材料技术有限公司 | 一种复合电池隔膜及其制备方法 |
-
2013
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1679182A (zh) * | 2002-08-24 | 2005-10-05 | 德古萨公司 | 具有断路机制的电隔片及其制备方法和在锂-蓄电池中的应用 |
CN1758463A (zh) * | 2004-10-10 | 2006-04-12 | 西安迪纳斯科技有限责任公司 | 用于锂离子二次电池的复合隔膜和使用该隔膜的锂离子二次电池 |
WO2009139585A2 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Sk Energy Co., Ltd. | Microporous polyolefin film with thermally stable porous layer at high temperature |
WO2012070154A1 (ja) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
CN103094517A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-05-08 | 深圳中兴创新材料技术有限公司 | 一种复合电池隔膜及其制备方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104157819A (zh) * | 2014-09-02 | 2014-11-19 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法 |
WO2016034020A1 (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法 |
CN109192902A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 深圳中兴新材技术股份有限公司 | 一种多级安全防护锂电池隔膜的制备方法及锂电池隔膜 |
CN109860487A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
CN113278310A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-20 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种复合陶瓷颗粒及其制备方法和应用 |
CN113278310B (zh) * | 2021-04-30 | 2022-06-17 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种复合陶瓷颗粒及其制备方法和应用 |
CN113224467A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-06 | 江苏星源新材料科技有限公司 | 一种涂层隔膜 |
CN114566758A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-31 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种薄膜及其制备方法与包含该薄膜的电池 |
CN114566758B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-03-29 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种薄膜及其制备方法与包含该薄膜的电池 |
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