[发明专利]锂离子电池隔膜、其制备方法及锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法、锂离子电池隔膜以及锂离子电池。锂离子电池隔膜的制备方法包括以下步骤：将聚丙烯树脂、稳定剂、成核剂、硅烷偶联剂改性的导电炭黑和硅烷偶联剂改性的碳纳米管熔融共混制得聚丙烯微粒；将聚丙烯微粒、分散介质、分散剂和表面活性剂一起投入反应釜中，然后持续通入发泡剂并加热加压，达到预设温度和预设压力后开始发泡，制得导电型聚丙烯珠粒；将导电型聚丙烯珠粒制成导电聚丙烯膜层后与聚乙烯膜层复合，制得聚烯烃基复合膜层。隔膜结构含有硅烷偶联剂改性的导电炭黑碳纳米管，可以增强锂离子电池隔膜的导电性能，从而达到提高电池倍率性能的技术效果。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法，还涉及通过该方法制得的锂离子电池隔膜以及包含该锂离子电池隔膜的锂离子电池。

背景技术

近年来锂离子电池因具备能量密度大、循环寿命长、工作温度范围宽和可快速充放电等特点而被广泛应用于手机、笔记本电脑、航空航天、电动汽车等领域。

在锂离子电池的机构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正负极活性物质分开，防止两极因接触而短路，同时由于隔膜中具有大量曲折贯通的微孔，在电化学反应时，能保持必要的电解液，形成离子移动的通道。隔膜的厚度、耐热性、机械强度和孔隙率等指标对电池的能量密度、安全性能、内阻及功能等具有重要的影响。

传统PE隔膜与PP隔膜，不仅热收缩率较高，与电解液亲和力较弱，设计电池时隔膜预留尺寸较大，而且体积能量密度小，一旦发生热失控，电池温度会迅速攀升，使锂离子电池的安全性能面临挑战。目前，多采用在聚烯烃隔膜表面涂覆陶瓷层增加隔膜热稳定性、润湿性，但具有陶瓷层的隔膜透气损失较大、与极片粘结力较差、电芯卷绕过程中对电极的层压特性恶化，从而影响电池的倍率性能。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，即如何有效提高锂离子电池的倍率性能。本发明实施例提供了一种锂离子电池隔膜、通过该方法制得的锂离子电池隔膜以及包含该锂离子电池隔膜的锂离子电池。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第一个方面，本技术方案提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法。

根据本申请实施例的锂离子电池隔膜的制备方法，其包括以下步骤：

将聚丙烯树脂、稳定剂、成核剂、硅烷偶联剂改性的导电炭黑和硅烷偶联剂改性的碳纳米管熔融共混制得聚丙烯微粒；

将所述聚丙烯微粒、分散介质、分散剂和表面活性剂一起投入反应釜中，然后持续通入发泡剂并加热加压，达到预设温度和预设压力后开始发泡，制得导电型聚丙烯珠粒；

将所述导电型聚丙烯珠粒制成导电聚丙烯膜层后与聚乙烯膜层复合，制得聚烯烃基复合膜层。

进一步地，在本发明实施例提供的制备方法中，所述硅烷偶联剂改性的导电炭黑的粒径为1-150nm，所述硅烷偶联剂改性的碳纳米管的邻苯二甲酸二丁酯吸油值为100-600ml/100g。

进一步地，在本发明实施例提供的制备方法中，将所述导电型聚丙烯珠粒制成导电聚丙烯膜层后与聚乙烯膜层复合包括以下步骤：

将所述导电型聚丙烯珠粒熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，再经过结晶化热处理、退火后得到高度取向的多层结构，即为初步拉伸的导电聚丙烯膜层；

将初步拉伸的导电聚丙烯膜层与聚乙烯膜层进行热复合，再依次进行热处理、冷拉和热拉工序。

进一步地，在本发明实施例提供的制备方法中，在制得所述聚烯烃基复合膜层后还包括以下步骤：

将聚酰亚胺粉末、聚偏氟乙烯和有机溶剂混匀，制得复合涂层浆料；

将所述复合涂层浆料涂覆在所述聚烯烃基复合膜层的表面，形成耐高温涂层。