[发明专利]电化学电源隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学电源领域，尤其涉及一种电化学电源隔膜及其制备方法。

背景技术

随着人类生产力的发展，越来越多的汽车行驶在城市、乡村的大街小巷中。汽车的普及给人们的生活带来了极大的便利。然而，伴随而来的问题也越来越严重。石油等不可再生能源的消耗不断加速，汽车尾气的排放给环境造成的影响也不断扩大。人们为了解决这些问题提出发展电动汽车，以取代传统汽车。而其中的关键在于是否有能量密度及功率密度足够大、循环寿命足够长、安全可靠的动力电池取代内燃机。电池的安全性能是电池制作过程中至关重要的一个环节。对于电化学电源（如电源锂离子电池和超级电容器等），一个重要的安全隐患就是因为过充或过放或短路导致电源内部的温度急剧升高从而导致燃烧或者爆炸。传统的电化学电源普遍采用聚合物材料制作隔膜，由于聚合物的导热性相对较差，因此当温度达到一定程度时，聚合物材料会发生收缩甚至破裂，从而导致电源内部短路造成安全隐患。

发明内容

基于此，有必要提供一种导热性能及稳定性能相对较高的电化学电源隔膜及其制备方法。

一种电化学电源隔膜，包括复合纤维隔膜基体及设在所述复合纤维隔膜基体两侧的无机粉体涂层。

在其中一个实施例中，所述复合纤维隔膜基体包括交织形成多孔结构的有机纤维与无机纤维；所述有机纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，所述有机纤维的直径为5~40μm；所述无机纤维为玻璃纤维、石英纤维或陶瓷纤维，所述无机纤维的直径为5~40μm；所述复合纤维隔膜基体的厚度为10~50μm。

在其中一个实施例中，所述无机粉体为氧化铝粉体、氧化硅粉体、氧化镁粉体、氧化锆粉体或氧化钛粉体；所述无机粉体涂层的厚度为1~6μm。

一种电化学电源隔膜的制备方法，包括如下步骤：

将黏结剂分散在有机溶剂中制备得到质量百分比为1%~10%的黏结剂溶液或黏结剂乳液；

向所述黏结剂溶液或黏结剂乳液中加入无机粉体，搅拌均匀，制备无机粉体质量百分比为1%~50%的悬浮液；

将有机纤维与无机纤维通过黏结剂混合后均匀铺设在支撑件上，固化后去除所述支撑件形成复合纤维隔膜基体；

将所述悬浮液涂布在复合纤维隔膜基体的两侧；及

将涂布有所述悬浮液的复合纤维隔膜基体烘干，得到电化学电源隔膜。

在其中一个实施例中，所述黏结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、改性丁苯橡胶、氟化橡胶或聚氨酯。

在其中一个实施例中，所述有机溶剂为二氯甲烷、丙酮、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或环己烷。

在其中一个实施例中，所述无机粉体为氧化铝粉体、氧化硅粉体、氧化镁粉体、氧化锆粉体或氧化钛粉体。

在其中一个实施例中，所述无机粉体的颗粒粒径为3~500nm。

在其中一个实施例中，所述有机纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，所述有机纤维的直径为5~40μm；所述无机纤维为玻璃纤维、石英纤维或陶瓷纤维，所述无机纤维的直径为5~40μm；所述复合纤维隔膜基体中，所述无机纤维的质量百分比为1%~99%。

在其中一个实施例中，所述烘干是将涂布有所述悬浮液的复合纤维隔膜基体置于干燥的空气中或真空中，在40~150℃条件下干燥处理。

上述制备的电化学电源隔膜通过在复合纤维隔膜基体的两侧涂布导热性能良好的无机粉体，该无机粉体涂层能有效提高电源隔膜乃至整个电化学电源的散热性能，从而可以有效降低因过放、过充或短路造成的温度急剧上升导致的安全隐患，电源的稳定性能得到提高。此外，采用复合纤维涂布在网带上制作的隔膜基体透气性好，因此具有更好的倍率特性，进一步提升整个隔膜的散热性能。电化学电源隔膜的制备方法原理简单，对设备要求低，可以广泛推广应用。

附图说明

图1为一实施方式的电化学电源隔膜的结构示意图；

图2为图1所示电化学电源隔膜的制备流程图。

具体实施方式

下面主要结合附图及具体实施例对电化学电源隔膜及其制备方法作进一步详细的说明。

如图1所示，一实施方式的电化学电源隔膜100，其包括复合纤维隔膜基体110及设在所述复合纤维隔膜基体两侧的无机粉体涂层120。