[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用，该电池隔膜包括依次设置的第一聚偏氟乙烯膜层、聚乙烯微球层、第二聚偏氟乙烯膜层；第一聚偏氟乙烯膜层、第二聚偏氟乙烯膜层分别具有微孔结构，聚乙烯微球层通过以聚乙烯微球分散液为原料、采用静电喷涂方式喷涂在第一聚偏氟乙烯膜层或第二聚偏氟乙烯膜层上获得，聚乙烯微球分散液包含聚乙烯微球、卤化锂和分散溶剂；制备该隔膜时，先采用静电纺丝方法制备一个聚偏氟乙烯膜层，然后采用静电喷涂方法在该聚偏氟乙烯膜层上喷涂聚乙烯微球层，再采用静电纺丝方法在聚乙烯微球层上制备另一个聚偏氟乙烯膜层；该隔膜兼具热关断、电解液浸润性好、热尺寸稳定性好、高孔隙率以及高吸液率等性能。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

电池隔膜(battery separator)，是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过。

目前，已经商品化的隔膜材料主要是聚烯烃隔膜，具有较为优异的化学稳定性、耐腐蚀性能和较佳的机械性能，但是实践发现，其仍然难以兼顾如下几个问题，存在明显的顾此失彼现象：(1)电解液对其浸润性差；(2)在电池遇到特殊使用情况，温度升高时，热收缩严重，可能导致电池短路；(3)不具备在高温下关闭电池反应的功能，即使具备，也难以有效调节热关断的温度，需要重新改进隔膜，造成研发成本的极大提升。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的一个或多个不足，提供一种新型的锂离子电池隔膜，该新型的锂离子电池隔膜解决了现有技术中顾此失彼现象的发生。

本发明同时还提供了一种上述锂离子电池隔膜的制备方法。

本发明同时还提供了一种包含上述锂离子电池隔膜的锂离子电池。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种锂离子电池隔膜，该电池隔膜包括依次设置的第一聚偏氟乙烯膜层、聚乙烯微球层、第二聚偏氟乙烯膜层；其中，所述第一聚偏氟乙烯膜层、所述第二聚偏氟乙烯膜层分别具有微孔结构，所述聚乙烯微球层通过以聚乙烯微球分散液为原料、采用静电喷涂方式喷涂在所述第一聚偏氟乙烯膜层或所述第二聚偏氟乙烯膜层上获得，所述聚乙烯微球分散液包含聚乙烯微球、卤化锂和分散溶剂。

根据本发明的一些优选方面，所述卤化锂为氯化锂和/或溴化锂。

本发明中，卤化锂的添加不仅可以使得聚乙烯微球适合静电喷涂，而且对于后期锂离子电池而言，基本没有引入其他阳离子，有利于保证产品质量。

根据本发明的一些优选方面，所述分散溶剂为无水乙醇。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述卤化锂的添加量占所述聚乙烯微球分散液的0.05％-0.3％。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述聚乙烯微球的添加量占所述聚乙烯微球分散液的8％-12％。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述聚乙烯微球的粒径为1-5μm。

在本发明的一些优选实施方式中，所述聚乙烯微球分散液的制备方法包括：将聚乙烯微球、分散溶剂和卤化锂分别加入混合容器中，然后在冰水下超声，超声时间控制在10-30min，获得分散均匀的聚乙烯微球分散液。

根据本发明的一些优选方面，所述第一聚偏氟乙烯膜层、所述第二聚偏氟乙烯膜层分别通过以聚偏氟乙烯纺丝液为原料、采用静电纺丝方法纺成。

进一步地，所述聚偏氟乙烯纺丝液为将聚偏氟乙烯分散在混合溶剂中制成，所述混合溶剂由N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃构成。