[发明专利]多层电池隔离膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种电池隔离膜(multilayer battery separator)，且特别是涉及一种具热稳定性的电池隔离膜。

背景技术

随着电子产业的进步，电池也被广泛应用于各个层面，包括如移动电话、数字相机、笔记本型计算机、甚或是电动车等。因此，电池的需求持续不断的成长。然而，在追求电池效能提升的同时，其安全性也日益受到重视。

一般电池主要包括正负极、电解液、隔离膜等部分。通过电极产生的离子，在电解液中流通产生电流，使化学能转换为电能。锂离子电池因具有高能量密度等优点，已成为电动车主要能量来源之一。然而，随着动力电池能量密度提高，电池输出功率与尺寸随之增大，使得电池运作时会产生大量的热。若无法有效率的将热能排除，将造成电池温度上升，而导致电解液起火爆炸，此为电池安全性的重要疑虑。

因此，电池隔离膜在锂离子电池中扮演相当重要的角色。电池隔离膜介于正负极间，以避免两电极产生物理性的接触，而提升其安全性。此外，电池隔离膜应具有耐化学性及耐电化学性，以免影响电池的反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提升锂电池使用的安全性的多层电池隔离膜。

本发明提供一种多层电池隔离膜，包括：一聚乙烯孔隙膜；以及一孔隙耐热层，是择自下列所组成的族群：重量比90/10-40/60的聚偏二氟乙烯(PVDF)/纤维素、重量比99/1-85/15的聚偏二氟乙烯/聚乙二醇、聚酰亚胺、以及前述的组合。

本发明另外提供一种多层电池隔离膜的制造方法，包括：提供一聚乙烯孔隙膜；以及以湿式法将一孔隙耐热层涂布于该聚乙烯孔隙膜上，以形成一复合膜，其中该孔隙耐热层是择自下列所组成的族群：重量比90/10-40/60的聚偏二氟乙烯(PVDF)/纤维素、重量比99/1-85/15的聚偏二氟乙烯/聚乙二醇、聚酰亚胺、以及前述的组合。

本发明的优点在于：本发明的多层电池隔离膜具有热闭孔及热稳定性，可提升锂电池使用的安全性。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，作详细说明如下：

具体实施方式

本发明提供一种多层电池隔离膜，具有热闭孔及热稳定性，可提升锂电池使用的安全性。聚烯烃成膜后，结合孔隙耐热层，以形成具有闭孔功能及热稳定性的复合电池隔离膜。其中，孔隙耐热层例如为聚偏二氟乙烯(PVDF)/纤维素、聚偏二氟乙烯/聚乙二醇、聚酰亚胺、以及前述的组合。聚偏二氟乙烯(PVDF)可以包括聚偏二氟乙烯(PVDF)及其衍生物，聚偏二氟乙烯衍生物例如包括聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物、聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、前述的衍生物、或前述的组合。纤维素可以包括醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、前述的衍生物、或前述的组合。

本发明使用的干式法制程法是将高密度聚乙烯树酯颗粒输入温度设定180至200℃的双螺杆挤出机，经T-DIE模头挤出，T-Die模头温度设定180至200℃，经挤出冷却制成幅宽约20cm的前驱膜。将前驱膜放入烘箱以180至200℃作热处理30至120分钟，然后作机械方向延伸，先以室温作冷延伸，再以80至120℃作热延伸，形成孔隙膜，最后以80至120℃作热定型程序，完成孔隙聚乙烯膜。

而孔隙耐热层是以湿式法涂布于聚乙烯孔隙膜上，以形成一复合膜。湿式涂布法例如包括旋转涂布(spin coating)、铸膜(casting)、棒状涂布(bar coating)、刮刀涂布(blade coating)、滚筒涂布(roller coating)、线棒涂布(wite bar coating)、浸渍涂布(dip coating)等。

以复合膜作为电池隔离膜的优点，包括可调控穿透率(permeability)、保有热闭孔(thermal shutdown)性质，以及热稳定性，故可提升电池的安全性。