[发明专利]一种耐高温锂离子电池复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温锂离子电池复合隔膜。所述复合隔膜包括表层/芯层/表层三层复合膜结构，所述表层包括高密度聚乙烯，所述芯层包括低密度聚乙烯与无机填料共混物，所述复合隔膜由所述表层和所述芯层的原料通过干法工艺共挤流延制得。本发明还涉及一种采用干法工艺制备所述锂离子电池复合隔膜的方法。本发明的锂离子电池复合隔膜具有良好的耐热性等优点。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜领域，具体涉及一种耐高温锂离子电池复合隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池隔膜是锂离子电池的四大关键主材(正极材料、负极材料、电解液、隔膜)之一。隔膜置于电池正负两极之间，在电池中起着防止正负极接触短路的隔绝作用，同时在充放电过程中提供离子传输通道的作用，是锂离子电池的核心部件，其性能对电池的内阻、容量、循环性能以及安全性能等特性都有一定的影响。作为技术含量最高、最晚实现国产化的材料，国产隔膜的发展对我国锂离子电池的发展起到至关重要的作用。

锂离子电池除了在消费类电子产品上广泛使用外，还在电动车、电动工具、储能领域得到越来越多的应用。随着应用领域的拓展，对锂离子电池的性能和使用环境提出了更高的要求，随之而来对隔膜也提出了特殊的要求。尤其是，一些锂离子电池的爆炸起火事故对锂离子电池隔膜的耐热性提出了更高的要求。聚烯烃隔膜是目前使用最广泛的锂电池隔膜，但是聚烯烃隔膜存在热收缩率过高的问题，可能会导致锂离子电池内部短路，从而存在安全隐患。因此，本领域需要耐高温的锂离子隔膜。

隔膜的制备工艺包括干法工艺和湿法工艺。干法工艺是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶截面进行剥离，形成多孔结构。干法工艺是常用的制备工艺，方法简单且无污染，但主要问题是温度升高时隔膜易收缩甚至熔化，影响安全性。湿法工艺又称热致相分离法，通过热塑性和结晶性聚合物和某些高沸点的小分子化合物(稀释剂)在较高温度时形成均相溶液，在温度降低时发生固/液或液/液分离，脱除稀释剂后形成聚合物多孔膜。湿法工艺可以较好地控制孔径及孔隙率，但工艺较为复杂，成本较高。中国专利申请CN201310552924.8公开了一种新型耐高温锂电池隔膜及其制备工艺，该耐高温锂电池隔膜采用湿法工艺制备，存在湿法工艺的弊端。因此，本领域仍需另外的制备耐高温锂离子隔膜的方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐高温锂离子电池复合隔膜以及采用干法工艺制备该耐高温锂离子电池复合隔膜的方法。

根据一个方面，本发明提供一种耐高温锂离子电池复合隔膜，该复合隔膜包括表层/芯层/表层三层复合膜结构，该表层包括高密度聚乙烯，该芯层包括低密度聚乙烯与无机填料共混物，该复合隔膜由该表层和该芯层的原料通过干法工艺共挤流延制得。

该表层由高密度聚乙烯原料经单螺杆挤出机熔融挤出为表层料流制得。该高密度聚乙烯原料的密度在0.94-0.96g/cm3之间，熔点在137-139℃之间，分子量在40-50万之间。

该芯层由低密度聚乙烯与无机填料和添加剂的混合物经双螺杆挤出机熔融挤出为芯层料流制得。该低密度聚乙烯原料的密度在0.91-0.93g/cm3之间，熔点在110-115℃之间，分子量在20万-40万之间。

该表层/芯层/表层三层复合膜结构是通过将该表层料流和该芯层料流同时从三层模头挤出制得。

低密度聚乙烯与无机填料的比例为60-90重量份:10-40重量份，优选70-80重量份:20-30重量份。

该无机填料为二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、三氧化二铝或者它们中的一种或多种的组合。