[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合隔膜及其制备方法和应用。该制备方法包括：将PET溶解于DMF和NMP的混合溶剂中，加热搅拌，获得纺丝液，进行纺丝，真空干燥，得到PET膜；将聚烯烃膜浸泡在接枝液中，紫外光照射，真空干燥，得到接枝的聚烯烃膜；将胶粘剂涂覆在接枝的聚烯烃膜表面，与PET膜复合，热压，冷却，得到复合隔膜。本发明的上述制备方法得到的复合隔膜用于锂离子电池中，可以提高电池的安全性能和电性能。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池中的复合隔膜的制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

伴随着不断增长的能源需求，化石燃料不足以及近年来日益严重的污染问题，人类对于绿色新能源开发已越来越重要。应用在动力电池领域的锂离子电池因具有高能量密度，长期循环使用的特点被广泛研究和使用。

隔膜在锂离子电池中扮演着阻隔正负极接触以及建立锂离子自由通道的角色，对电池的电性能以及安全性能起着重要作用，因此锂离子电池对隔膜提出热稳定，机械强度高等要求。行业现有的商业聚烯烃隔膜主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，其在强度上有一定优势，但普遍存在热稳定差，对电解液的浸润能力低等缺点。电池在安全测试中包括过充、过放、加热、挤压等测试中可能会释放出大量热量，电池内部温度会持续升高，而PE或PP隔膜的熔融温度均在130℃-170℃，低的熔融温度在安全测试中很容易造成隔膜的收缩或熔融从而引起正负极接触造成短路。

针对聚烯烃隔膜存在的问题，市场上提出几种耐高温的新型隔膜，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)隔膜等，PET熔融温度在400℃以上，热稳定性好，且对电解液的浸润性能极佳，但是PET隔膜普通存在的问题是机械强度不高，包括拉伸强度、穿刺强度、延伸率等，由于锂离子电池制作过程中需要对隔膜施加一定的张力，这就要求隔膜的强度必须满足一定的条件，且挤压测试中机械强度必须达到一定要求才能通过，因此这种隔膜机械强度不足对于其在电池中的应用有很大的劣势。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种热稳定性好且具有一定强度的锂离子电池的隔膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池的隔膜，其是由上述制备方法制备得到的。

本发明的又一目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池含有本发明的上述隔膜。

为了实现上述目的，本发明首先提供了一种复合隔膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)溶解于DMF(N,N-二甲基甲酰胺)和NMP(N-甲基吡咯烷酮)的混合溶剂中，60℃-90℃下搅拌均匀，获得纺丝液，进行纺丝，在30℃-80℃(比如，50℃)、真空条件下干燥，得到PET膜；

将聚烯烃膜浸泡在过量的接枝液中1min-10min，紫外光照射1min-10min，在60℃、真空条件下干燥10h-25h，得到接枝的聚烯烃膜；

将胶粘剂涂覆在接枝的聚烯烃膜的表面，与PET膜复合，在70℃-90℃下热压10min-15min，冷却，得到复合隔膜。

本发明的复合隔膜的制备方法，通过纺丝得到的PET膜具有纳米纤维结构，可以在复合隔膜中起到骨架支撑作用，同时，具有PET骨架支撑的复合隔膜具有良好的热稳定性能；另一方面，聚烯烃膜可以为复合隔膜提供良好的机械强度，因此，本发明的复合隔膜同时兼备良好的热稳定性和机械强度。

本发明的复合隔膜的制备方法包括制备PET膜的步骤。具体是将PET溶解于DMF和NMP的混合溶剂中，加热搅拌获得均匀的纺丝液，经过纺丝、干燥，得到PET膜。通过静电纺丝方法得到的PET膜具有纳米纤维的结构，这种PET结构提供的纤维骨架更为均匀，可以提高复合隔膜的热稳定性。

在本发明的一具体实施方式中，PET与混合溶剂的混合质量比为1-5：5-20。