[发明专利]一种有机/无机复合多孔隔膜

说明书

本发明的目的在于提供一种有机/无机复合多孔隔膜，包括聚烯烃基隔膜基材；和以有机物或无机物组成的涂层，该涂层被涂覆到所述聚烯烃基隔膜基材的至少一个面上；隔离层，由润滑剂和粘接剂组成的覆盖在有机物或无机物的间隙或表面的活性层。本发明的复合多孔隔膜同时具有摩擦系数低、水分含量少、防止层与层之间粘接的特征，适合制备大容量的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜领域，具体涉及一种有机/无机复合多孔隔膜。

背景技术

目前制备聚烯烃涂层隔膜主要有三种类型：类型一为在聚烯烃基膜表面涂布无机氧化物，如氧化铝和勃姆石等材料，主要起到耐高温的作用；类型二为在聚烯烃基膜表面涂布带粘接性能的有机物材料，如PVDF和聚丙烯酸类材料，主要特点是该类隔膜在电池加工过程中通过热压后，起到与极片粘接的作用；类型三为在聚烯烃表面涂布耐高温有机涂层，如芳纶和聚酰亚胺类材料，主要起到耐高温的作用。

类型一涂层中的氧化铝和勃姆石主要为颗粒状，具有较大的摩擦系数，在电池加工过程中与卷绕设备的金属辊和卷针之间存在一定的摩擦，会造成一些氧化铝颗粒脱落后粘附在金属辊和卷针上，长期使用时需要定期清理，并且存在异物掉落到电芯中的风险，引起安全事故；另外在加工成电芯后与极片间存在较大的摩擦，锂离子电池在充放电过程中，正负极会存在收缩和膨胀的情况，较大的摩擦系数会导致正负极或涂层的粉体脱落，影响到电池的安全性能和循环性能；故改善降低涂层的摩擦系数是本发明的主要解决目标；类型一的涂层使用的无机氧化物材料的一般D50为0.4-1.2um，粒径较小，比表面积一般为≥5m2/g，比表面积较大，容易吸水，不适合现有的高镍类的高容量体系。

类型二的涂层是由PVDF和聚丙烯酸类材料组成，一般在受压的情况下具有一定的粘接力，为避免收卷后隔膜之间相互粘黏，目前主要的收卷方式为：在高粘度的涂层所制隔膜表面铺设PET薄膜作为隔层防止粘接，一些低粘度可直接收卷但仅仅能够保证短时间内正常使用，故存在所制隔膜加工成本较高或保存周期较短的缺陷，因此在维持该类隔膜与极片粘接作用的前提下，如何防止涂层与另外一侧基膜或涂层的粘接是本发明的另外解决目标。

类型三的隔膜因为加工成本较高，使用量较少，本发明未涉及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔膜表面低摩擦力的、能够控制隔膜水分、减少收卷时隔膜相互之间粘黏的有机/无机复合多孔隔膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种有机/无机复合多孔隔膜，包括：

(a)聚烯烃基隔膜基材；和

(b)以有机物或无机物组成的涂层，该涂层被涂覆到所述聚烯烃基隔膜基材的至少一个面上；和

(c)隔离层，由润滑剂和粘接剂组成的覆盖在有机物或无机物的间隙或表面的活性层。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明利用在有机/无机涂层表面喷涂少量的具有润滑、离型和防粘连作用的溶液，以改善隔膜表面的摩擦系数，降低水分含量，防止卷装隔膜之间层与层的粘接；本发明的有机/无机复合多孔隔膜具有较低的摩擦系数，在电池循环和使用过程中与正负极之间的摩擦系数较低，不会影响充放电时正负极的自由膨胀；本发明的有机/无机复合多孔隔膜具有较低的水分含量，可以适用于高镍材料锂离子电池的使用；对于卷装隔膜可以避免收卷受压状态下层与层之间的粘接，降低成本，提高加工性能。

附图说明

图1是隔膜涂层结构示意图。

图2是本发明有机/无机复合多孔隔膜生产线流程示意图。

图3是本发明有机/无机复合多孔隔膜收卷后的效果图。

图4-12是本发明实施例1-6与对比例1-3制得的多层涂布隔膜微观形貌。