[发明专利]一种锂离子二次电池隔膜及其制备方法及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池隔膜及其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子二次电池由于能量密度高，质量轻，无记忆效应，被广泛用作移动电话，笔记本电脑等便携电子产品的电源。其中如何提高锂离子电池的安全性，一直是电池设计和开发中的研究重点，尤其是电池内部短路引发的电池安全问题尤为突出。

CN1838472A中公开了一种非水电解质电池，具有正极、负极和隔膜，所述正极在集电体上形成有正极活性物质含有层，所述负极在集电体上形成有负极活性物质含有层，所述隔膜介于所述正极和负极之间。该非水电解质电池为了防止正极集电体露出部与负极发生短路、提高安全性，所用的手段是，在正极集电体露出部和负极露出部配置有耐热性树脂膜，所述耐热性树脂膜是以耐热温度为150℃或其以上的耐热性树脂为基体的树脂膜，耐热性树脂内部分散有热塑性树脂。该电池仅在集电体的露出端涂覆了耐热性树脂膜，起到了预防电池短路的作用。而引起电池内部发生短路的部分不仅在集电体的露出端。

而现有技术中制备电池一般正极片的尺寸要小于负极片，这样正极片上涂布的活性物质层能够完全被相对应的负极活性物质层所覆盖，通过这样的结构配置，充电时由正极活性物质所脱嵌的锂离子能够均匀的嵌入到相对应的负极活性物质中，防止在负极活性物质边缘出现锂离子嵌入过量甚至金属锂析出的现象；但是，正是由于正极片宽边的尺寸要小于负极宽边的尺寸，极片宽边的边缘在切割中容易出现切割毛刺，这些毛刺一旦刺穿隔膜后接触到负极活性物质层表面，引起电池内部短路，导致电池安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池的隔膜以及这种隔膜的制造方法，解决了现有技术中正极集流体边缘毛刺易刺穿隔膜导致内部短路的问题，同时这种隔膜在较高的使用环境下能够抑制隔膜边缘的热收缩，防止由于隔膜边缘热收缩引起正负极边缘直接接触造成的电池短路。

一种锂离子二次电池隔膜(3)，包括两个长边(5)和两个宽边(6)，至少两边的边缘上涂覆有宽度为0.2cm-1.5cm的耐热性树脂(4)。涂覆的涂敷宽度超过1.5cm不利于电池其他电性能，在该优选范围0.2cm-1.5cm时，电池在不降低其他性能的基础上提高了安全性。

上述的锂离子二次电池隔膜，其中，耐热性树脂的耐热温度性为150℃-300℃且热收缩率为0-1％，优选为0.1-1％。其中，耐热性树脂中还分散有热塑性树脂。

其中，耐热性树脂为聚氨酯类树脂、聚苯硫醚类聚合物、聚酰胺聚合物、硅胶中的一种或者几种的组合。

其中，热塑性树脂为选自聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物及其衍生物中的至少一种。其中，所述热塑性树脂与耐热性树脂的重量百分比为5∽50％。

一种上述的隔膜的制备方法，将耐热性树脂和/或热塑性树脂溶解于溶剂中形成溶液，将该溶液涂覆于电池隔膜上，干燥得到涂覆有耐热性树脂的隔膜。其中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

一种锂离子二次电池，包括正极、负极、电解液和上述隔膜。

本发明制备的隔膜抗边缘毛刺刺破能力强、耐高温，有效降低了在较高环境温度下由于隔膜收缩引起正负极边缘直接接触造成的安全事故，同时这种隔膜的制作过程简单易操作，适合工业化生产。

附图说明

图1为现有技术中卷绕式锂离子电池芯；

图2是本发明的实施例1制备的隔膜示意图；

图3是本发明的实施例2制备的隔膜示意图；

图4是本发明的实施例3制备的隔膜示意图。

附图标记说明：

1-正极片，1a-正极极耳，2-负极片，2a-负极极耳，3-隔膜，4-耐热性树脂，5-隔膜的长边，6-隔膜的宽边

具体实施方式

该耐热树脂的耐热温度为150℃-300℃，为了在高温下也能稳定地维持耐热膜的性能，为了至少达到比发生隔膜闭合的温度(约100∽140℃)更高的温度下也能确保其稳定性。作为这样的树脂，使用熔点高于或等于150℃的树脂，优选对于非水电解质也具有优异的稳定性的树脂。

将上述耐热性树脂溶解于可溶性溶剂中，在隔膜上面实施涂布、干燥处理，然而由于溶剂干燥时收缩较大而且柔韧性不足，因而容易产生从涂布对象上剥离的问题。因此，本发明将热塑性树脂分散于以耐热性树脂中，以缓和上述溶剂干燥时的收缩，同时赋予耐热性树脂柔韧性。