[发明专利]一种提高锂电池隔膜稳定性的方法

说明书

本发明提供了一种提高锂电池隔膜稳定性的方法。将PE/PP材料加热熔融后硅粉混合，通过挤出或辊压工艺制成膜状或片状，接着进行化成处理后电化学处理，使用酸液洗去内部的硅粉颗粒后洗涤，烘干，得到稳定性好的高倍率性能锂电池隔膜材料。该方法通过硅与锂形成合金带来的体积膨胀使隔膜内部产生均匀的孔隙，无需使用现有的拉伸工艺，制备工艺简单，成本低，制得的隔膜具有均匀多孔的结构，机械性能好，隔膜中残余的锂离子有利于隔膜中锂离子的传导，在高倍率性能锂电池中的具有优异的稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及锂电池隔膜的制备，特别是涉及一种提高锂电池隔膜稳定性的方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池能量密度大，平均输出电压高，自放电小，没有记忆效应，工作温度范围宽，循环性能优越、可快速充放电、充电效率高，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，被称为绿色电池。

隔膜是电池的重要组成部分，其具有电子绝缘性，因此可以隔离正负极，避免出现短路现象；同时具有离子导电性，可以保证电池的电化学性能。隔膜的性能对电池的容量、循环性能、充放电倍率等关键特性有显著影响；隔膜作为锂电池中重要的组成部分，需要具有较高的锂离子传导能力、较好的化学惰性、较好的机械性能和一定的热稳定性。在锂电池过充及过放时，通过隔膜自发收缩阻断电子迁移，提高电池的安全性能。因此，隔膜性能的优劣直接影响了电池的综合性能。

中国发明专利申请号201510431038.9公开了一种性能稳定的锂电池隔膜，由以下重量份数的组分制成：聚乙烯醇5份、聚丙烯80份、炭纤维0.5份、聚乙烯蜡2份、改性四氯乙烯5份；上述改性四氯乙烯是由以下的原料制成：四氯乙烯100份、紫甘薯花青素2份、稀土氧化物0.2份、多聚磷酸0.2份、聚乙烯吡咯烷酮0.2份；制备方法为：分别将上述：四氯乙烯、紫甘薯花青素、稀土氧化物、多聚磷酸和聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合均匀，混炼熔融、挤出造粒，即可制得改性四氯乙烯；该发明通过加入改性四氯乙烯，克服了传统双拉技术中难于改变的横向收缩问题，做到了横向无收缩，大大提高了双拉隔膜的安全性，可以使用PP\PE作为原料，生产工艺对环境不产生污染。

中国发明专利申请号201210249558.4公开了一种锂电池隔膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：将有机聚合物溶解于有机溶剂中，得有机聚合物溶液；将无机材料加入上述步骤所得产物有机聚合物溶液中，均匀混合，加热，球磨，得到混合物；将上述步骤所得产物混合物浇注于基板上，烘干，即可，得到最终产物无机/有机复合隔膜。

中国发明专利申请号201711450127.3公开了一种用于锂电池的复合隔膜，适用于锂离子电池或金属锂电池。该复合隔膜是由基底层和无机锂离子导体层复合而成；无机锂离子导体层采用在20~120℃的温度下，锂离子导率大于1.0×10^-8S/cm的无机锂离子导体材料；无机锂离子导体材料是以颗粒状、柱状、管状和线状中的一种或几种形式存在于基底层上。基底层提供基本隔膜骨架，锂离子导体层可诱导锂离子均匀沉积，并提高隔膜的力学性能与热稳定性。

中国发明专利申请号201711444727.9公开了一种高性能锂电池多孔隔膜及其制备方法，该多孔隔膜由多孔氧化铝和普通锂电池隔膜组成，多孔氧化铝涂覆在普通锂电池隔膜上，涂覆层的厚度为1~20μm；制备方法包括以下步骤：（1）将铝基金属有机框架化合物煅烧，生成多孔的氧化铝；（2）将多孔氧化铝和溶液配制成固含量为5~60%的浆液，搅拌，然后将浆液涂在普通锂电池隔膜上，烘干，即得。

根据上述，现有方案中用于锂电池的隔膜材料的制备工艺大多为机械拉伸，导致隔膜在仅在纵向存在热收缩，形成的孔隙不均匀，导致隔膜具有更高的收缩率，对于隔膜的机械性能、稳定性具有不利的影响。

发明内容