[发明专利]一种新型耐高温锂电池隔膜及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜的技术领域，尤其是一种新型耐高温锂电池隔膜及制备工艺。

背景技术

锂离子电池目前越来越广泛应用于便携式电子设备、动力电池以及储能电池等领域。隔膜是锂离子电池的重要组成部分。目前锂离子电池的隔膜主要由聚乙烯和聚丙烯单独或混合物组成，采用传统的烯烃隔膜时，由于存在过充和大功率放电现象，会导致局部的隔膜温度过高以至于电池内部热收缩引发短路。

随着隔膜行业的不断发展，车用电池以及大容量电池对隔膜的要求越来越高，锂电池隔膜必须具备闭孔温度低和熔断温度高的特性，目前的湿法和干法都不能有效满足隔膜耐高温的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种新型耐高温锂电池隔膜及制备工艺，以解决目前干法工艺与湿法工艺制备的锂电池隔膜熔断温度低，电池耐酸性差，安全性低，吸液及保液能力差，自放电率高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型耐高温锂电池隔膜，包括分别经过喷涂处理和等离子体处理的内层、中间层和外层，所述的内层和外层均由聚丙烯基膜层和喷涂于聚丙烯基膜层上的纳米无机氧化物组成，所述的中间层由聚丙烯基膜层和喷涂于聚丙烯基膜层上的纳米三氧化二铝组成，所述的隔膜比纯聚丙烯隔膜的熔断温度高出30～60℃。

一种新型耐高温锂电池隔膜的制备工艺，具体工艺步骤如下：

a、喷涂处理：将三层聚丙烯基膜层从各自的放卷端放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，三个纳米氧化物喷涂器分别对三层聚丙烯基膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；

b、等离子体处理：经过纳米氧化物喷涂后的三层聚丙烯基膜层在导向辊的作用下继续传送至相应的等离子体处理设备上，其中，等离子体处理的处理时间为10～60S；

c、拉伸造孔处理：经过等离子体处理后的三层聚丙烯基膜层在导向辊的作用下汇集在一起并依次传送至冷拉辊、热拉辊及热定型辊上，最后通过收卷端进行收卷，其中，冷拉辊的冷拉温度为25～35℃，热拉辊的热拉温度为140～150℃，热定型辊的热定型温度为170～190℃，拉伸比为1.0～2.0。

进一步具体地说，所述的步骤a中，纳米氧化物溶液中的溶剂是丙酮或乙醇，纳米氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锆或氧化铈，纳米氧化物的添加量为0.2wt％～2wt％。

本发明的有益效果是：本发明的一种新型耐高温锂电池隔膜及制备工艺，在拉伸孔径之前对基膜进行拉伸前处理，首先对基膜进行纳米氧化物喷涂，然后在基膜表面进行等离子体处理，干燥后再进行拉伸造孔处理，涂覆的纳米氧化物可以使锂电池隔膜的耐高温性能，耐酸性，吸液保液能力大幅度上升，自放电率降低，隔膜机械性能提高，延长了锂电池的使用寿命，保证了工作的安全性，应用前景十分广阔。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的制备工艺原理图。

图中：1、放卷端，2、纳米氧化物喷涂器，3、等离子体处理设备，4、冷拉辊，5、热拉辊，6、热定型辊，7、收卷端。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明的一种新型耐高温锂电池隔膜，锂电池隔膜以聚丙烯为原料树脂，锂电池隔膜的厚度为12～38μm，锂电池隔膜包括分别经过喷涂处理和等离子体处理的内层、中间层和外层，内层和外层均由聚丙烯基膜层和喷涂于聚丙烯基膜层上的纳米无机氧化物组成，中间层由聚丙烯基膜层和喷涂于聚丙烯基膜层上的纳米三氧化二铝组成。

实施例一：

该一种新型耐高温锂电池隔膜的制备工艺，在传统的干法拉伸工艺的基础上增加了涂覆纳米氧化物工序及等离子体处理工序，具体工艺步骤如下：

a、喷涂处理：将三层聚丙烯基膜层从各自的放卷端1放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器2上，三个纳米氧化物喷涂器2分别对三层聚丙烯基膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；