[发明专利]锂离子电池隔膜的制备方法及锂离子电池

说明书

锂离子电池隔膜的制备方法及锂离子电池，该隔膜采用以下工艺制成：将超高分子量聚乙烯和高密聚乙烯与添加剂混合均匀；将混合均匀的粉料加入挤出机中，加入填充剂混合后，在150～250℃温度下挤出；将挤出的隔膜在10～50℃温度下进行冷却；将冷却后的隔膜进行双向同步拉伸，拉伸时的温度为80～150℃，横向拉伸的倍率为4～12倍，纵向拉伸的倍率为3～10倍；将拉伸后的隔膜萃取、热定型后收卷。本发明制备的隔在提高膜孔隙率的情况下保持了良好的穿刺强度，从而提升了电池的循环性能和倍率充放电性能，也改善了电池的长循环寿命，而且穿刺强度没有降低，不会对电池的安全性能造成不良影响。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有能量密度高、输出电压高、自放电率低、使用寿命长、无记忆效应和环境友好等优异特点获得了人们极大的关注。近几年来锂离子电池的发展突飞猛进，市场份额不断扩大，逐步取代铅酸、镍-镉和金属镍-氢化物电池，占据了市场的主导地位，已广泛应用于笔记本电脑、手机、摄像机、仪器仪表等移动电子终端设备上。随着石油等不可再生能源越来越紧缺，将锂离子电池应用在电动汽车(xEV)的需求也不断扩大，而应用于电动汽车上的启停电池对电池的充放电倍率和循环寿命提出了更高的要求。

隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，起着分割正、负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三极”。

高倍率充放电性能及循环性能优异的锂离子电池要求隔膜的孔隙率高，但传统的锂电池隔膜生产工艺在增高孔隙率的情况下会降低隔膜的机械强度，尤其是穿刺强度。目前动力电池所使用的隔膜一般为PE、PP、PP/PE/PP复合隔膜，孔隙率在40％左右，无法满足应用在大倍率和循环性能、安全性能要求高的动力启停电池上的需求，因此，开发高孔隙率和高穿刺强度隔膜就显得非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备具有高离子导通性的锂离子电池隔膜的方法，及使用该隔膜的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

将分子量为150万～200万的超高分子量聚乙烯和密度为0.945～0.957g/cm³的高密聚乙烯按质量份数比为1:1～10的比例进行混合；

将混合均匀的粉料加入挤出机中，加入填充剂混合后，在150～250℃温度下挤出；

将挤出的隔膜在10～50℃温度下进行冷却；

将冷却后的隔膜进行双向同步拉伸，拉伸时的温度为80～150℃，横向拉伸的倍率为4～12倍，纵向拉伸的倍率为3～10倍；

将拉伸后的隔膜萃取、热定型后收卷。

进一步的，超高分子量聚乙烯和高密聚乙烯的混合比例为1:1～5。

进一步的，在180～230℃的温度下挤出隔膜。

进一步的，在15～30℃的温度下对隔膜进行冷却。

进一步的，拉伸隔膜时，横向拉伸倍率为6～10倍，纵向拉伸倍率为5～8倍，拉伸时的温度为90～130℃。

进一步的，所述填充剂为石蜡油、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种混合。

进一步的，采用铸片辊对隔膜进行冷却。

锂离子电池，包括：正极片、负极片、隔膜及电解质，隔膜采用前述锂离子电池隔膜的制备方法制成。