CN101153084B - 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜 - Google Patents

一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜 Download PDF

Info

Publication number
CN101153084B
CN101153084B CN200610053657XA CN200610053657A CN101153084B CN 101153084 B CN101153084 B CN 101153084B CN 200610053657X A CN200610053657X A CN 200610053657XA CN 200610053657 A CN200610053657 A CN 200610053657A CN 101153084 B CN101153084 B CN 101153084B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyalcohol
microporous membrane
polymer
lithium ion
multipolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200610053657XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101153084A (zh
Inventor
邓龙征
郑利峰
张兴国
唐伟
张克俭
何峰
俞琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd
Original Assignee
Wanxiang Electric Vehicle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanxiang Electric Vehicle Co Ltd filed Critical Wanxiang Electric Vehicle Co Ltd
Priority to CN200610053657XA priority Critical patent/CN101153084B/zh
Publication of CN101153084A publication Critical patent/CN101153084A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101153084B publication Critical patent/CN101153084B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y02E60/122—

Abstract

本发明涉及一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜，主要应用于凝胶聚合物锂离子动力电池，该动力电池可为电动汽车、电动摩托车和不间断电源等高能耗、需要大电流放电的设备提供动力电源。微孔膜由聚合物材料、无机填料、增塑剂和有机溶剂制成，其孔隙率在20％-70％之间。微孔膜经处理后制成电解质膜采用方形层叠式的电池结构制成高倍率凝胶型聚合物锂离子动力电池，它的高倍率充放电性能及安全性能均十分优异。

Description

一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜
技术领域
本发明涉及一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜，主要应用于凝胶聚合物锂离子动力电池，该动力电池可为电动汽车、电动摩托车和不间断电源等高能耗、需要大电流放电的设备提供动力电源。
背景技术
在全球面临日益严重的环境问题和未来石油等能源将要枯竭的情况下，寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。动力电池作为目前世界发达国家重点发展的新型绿色电源之一，在电动车、电动摩托车、电动工具、移动电子设备等方面具有良好的市场应用前景。目前的动力电池主要有铅酸电池、镍镉电池和锂离子电池三种，铅酸电池的使用已有200多年的历史，但随着人们的环保意识不断增强，其使用已经被越来越多的国家禁止使用，其比能量低也限制了它的使用，铅酸电池已越来越不能满足人们的要求。镍镉电池由于记忆效应和镉污染，其产量也将逐渐减小，而锂离子电池具有无污染、无记忆效应、比能量高(能量密度为铅酸电池的3-4倍，镍氢电池的2倍)、质轻等优点，近年来得到了快速发展，已经在移动通讯和笔记本电脑中得到广泛的应用，在动力电池方面也将具有广阔的发展空间。动力电池对安全性能、比功率等方面要求相对较高，聚合物锂离子电池由于采用具有离子导电性并兼具隔膜作用的凝胶聚合物电解质代替液态电解质，没有游离的液态电解质存在，大大提高了电池的安全性能。
中国专利号为01133737.0的专利公开了一种纳米孔聚合物电解质膜及其制备方法，涉及制造聚合物锂离子电池用的一种聚合物电解质膜的组成和制备方法。这种聚合物电解质膜的基材是由丙烯腈、交联剂和少量第二单体在(乙烯-醋酸乙烯酯)共聚物的甲苯溶液中聚合制得共混聚合物后，加入Al2O3或SiO2填充料与之混合而成复合物浆料，再将这种浆料涂覆在基片上经溶剂挥发诱导微相分离而形成的微孔聚合物膜，其孔径D50＜100nm；这种膜吸收电解质溶液后有高的强度和极好的电液保持性，膜的体积溶胀度≤30.0％，电导率＝0.2～1.0×10-3Scm-1，电化学窗口≥4.5伏。用这种聚合物电解质膜组装的聚合物锂离子电池具有优良的充放电性能和循环寿命，但它不适合大电流的充放电，不能充当高倍率锂离子动力电池用微孔膜。
隔膜是锂离子电池的重要组成部分，液态锂离子电池中用到的是PP/PE/PP膜，其机械强度较高，但是自身吸液能力太差，不能形成凝胶聚合物电解质，其容易漏液，安全性较差。而PVDF基凝胶聚合物电解质吸液能力很好，可以防止漏液等现象的发生，安全性较好，但其高倍率性能还不能满足电动车的需要，有待于进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜，微孔膜经处理后制成电解质膜采用方形层叠式的电池结构制成高倍率凝胶型聚合物锂离子动力电池，它的高倍率充放电性能及安全性能均十分优异。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：
一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜，其特征在于：微孔膜由聚合物材料、无机填料、增塑剂和有机溶剂制成，其孔隙率在20％-70％之间。
作为优选，所述的微孔膜所用的聚合物材料是选自下列材料中的至少一种：聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈和丙烯酸的共聚物。
作为优选，所述的聚合物材料是选自聚乙烯和聚丙烯，所述的微孔膜为两面为聚丙烯膜中间夹有聚乙烯膜。这种膜是一种三层膜。
作为优选，所述的偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物中六氟丙烯的含量为共聚物的2％-25％之间。
作为优选，所述的无机填料是二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁、氧化锆之一或它们的任意组合，无机填料的含量占电解质膜重量的10％-40％。
作为优选，增塑剂是邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯之一或它们的任意组合，其含量占电解质膜重量的20％-70％。
作为优选，有机溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃和环己烷、异丁醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯之一或它们的任意组合。
本发明专利所述的凝胶聚合物电解质膜不仅具有良好的吸液能力，而且能承受大电流放电，其高倍率放电性能很好，其在1C倍率放电电流密度下的放电容量保持在0.3C倍率的99％以上，5C放电时容量保持在0.3C的95％以上，10C放电时容量保持在0.3C的80％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
将1200g偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、1800g邻苯二甲酸二丁酯、650g二氧化硅和8500丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于甲醇中萃取，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。所述偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物简称PVDF-HFP，共聚的各单体含量任意。
实施例2
将1200g PVDF-HFP、1800g邻苯二甲酸二丁酯、650g三氧化二铝和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于乙醚中萃取，真空烘干后最终得到聚合物电解质膜，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例3
将1200g PVDF-HFP、1800g碳酸丙烯酯、650g二氧化硅和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于甲醇中萃取，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例4
将1200g PVDF-HFP、1800g碳酸丙烯酯、650g二氧化钛和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于乙醚中萃取，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例5
将1200g PVDF-HFP、1800g邻苯二甲酸二丁酯、650g三氧化二铝和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于甲醇中萃取，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例6
将1200g PVDF-HFP、1800g碳酸丙烯酯、650g二氧化钛和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液流延在PET膜上，干燥后于乙醚中萃取，真空烘干后最终得到微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例7
将1200g六氟丙烯单元占总单元数的10％的PVDF-HFP、1800g邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、650g二氧化硅和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液涂敷在聚丙烯和聚乙烯以及聚丙烯三层膜上，干燥后于乙醚中萃取，真空烘干后最终得到复合型微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。
实施例8
将1200g聚丙烯酸酯、1800g碳酸丙烯酯、6500g二氧化钛和8500g丙酮搅拌溶解，制得粘稠的无色透明聚合物溶液，将该溶液涂覆在聚乙烯膜上，干燥后于甲醇中萃取，真空烘干后最终得到复合型微孔膜，在电解液中浸泡得到凝胶聚合物电解质膜。

Claims (2)

1.一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜，其特征在于：微孔膜由聚合物材料、无机填料、增塑剂经有机溶剂制成，其中无机填料的含量占电解质膜重量的10％-40％，增塑剂的含量占电解质膜重量的20％-70％，余量为聚合物材料，所述的微孔膜的孔隙率在20％-70％之间，
所述的无机填料是二氧化硅、三氧化二铁、氧化锆之一或它们的任意组合；
所述的增塑剂选自下列物质的至少一种：邻苯二甲酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯；
所述的有机溶剂选自下列溶剂的至少一种：丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃和环己烷、异丁醇、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯；
所述的聚合物材料是选自下列材料中的至少一种：聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈和丙烯酸的共聚物，
所述的高倍率是指在1C倍率放电电流密度下的放电容量保持在0.3C倍率的99％以上，5C放电时容量保持在0.3C的95％以上，10C放电时容量保持在0.3C的80％以上。
2.根据权利要求1所述的聚合物微孔膜，其特征在于所述的偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物中六氟丙烯单元的含量占共聚物聚合单元的2％-25％之间。
CN200610053657XA 2006-09-28 2006-09-28 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜 Active CN101153084B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610053657XA CN101153084B (zh) 2006-09-28 2006-09-28 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610053657XA CN101153084B (zh) 2006-09-28 2006-09-28 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101153084A CN101153084A (zh) 2008-04-02
CN101153084B true CN101153084B (zh) 2010-12-08

Family

ID=39254981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610053657XA Active CN101153084B (zh) 2006-09-28 2006-09-28 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101153084B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102117905B (zh) * 2009-12-30 2014-01-29 上海比亚迪有限公司 一种复合隔膜及其制备方法及电池
CN102190839B (zh) * 2010-03-05 2014-09-24 深圳市比克电池有限公司 凝胶聚合物锂离子电池、多孔复合极片及多孔膜组合物
CN102443236B (zh) * 2010-09-30 2014-05-28 比亚迪股份有限公司 一种聚合物电解质膜及其制备方法、以及一种聚合物锂离子电池
CN102306730B (zh) * 2011-08-08 2013-09-04 能一郎科技股份有限公司 提高大容量锂离子动力电池安全性的方法
CN102610773B (zh) * 2012-03-06 2017-06-06 宁德新能源科技有限公司 一种聚合物锂离子电池及其隔膜
CN102867931B (zh) * 2012-10-11 2015-02-04 山东天阳新能源有限公司 一种凝胶态聚合物锂离子动力电池用隔离膜
CN103779522B (zh) * 2012-10-25 2016-05-04 中南民族大学 一种用于锂离子电池的复合聚合物隔膜及其制备方法
CN103682417A (zh) * 2013-11-22 2014-03-26 深圳市迪凯特电池科技有限公司 一种凝胶聚合物储能锂离子电池及其制备方法
CN105977460B (zh) * 2016-05-20 2018-10-09 北京师范大学 一种石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN107474270B (zh) 2016-06-07 2021-01-12 上海恩捷新材料科技有限公司 一种聚合物电解质膜的制备方法
CN106207318A (zh) * 2016-07-18 2016-12-07 南开大学 一种准固态软包式Na‑CO2室温二次电池及制备方法
CN106099261A (zh) * 2016-07-18 2016-11-09 南开大学 一种准固态扣式Na‑CO2室温二次电池及其制备方法
CN106450514B (zh) * 2016-11-11 2019-03-26 南开大学 一种准固态Na-CO2二次电池及其制备方法
CN106654369B (zh) * 2017-03-16 2019-03-29 北京化工大学 磁性纳米棒垂直膜面的凝胶聚合物电解质膜及制备方法
CN107446263B (zh) * 2017-08-09 2020-08-14 南通矽利康橡塑材料有限公司 一种具有多峰孔径分布的泡沫聚合物及其制备方法
CN109873107B (zh) * 2019-03-18 2022-09-20 锂通新能源科技(沧州)有限公司 新能源锂离子电池隔膜的制备工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648156A (zh) * 2004-12-30 2005-08-03 北京科技大学 一种掺杂微米TiO2的聚合物电解质的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648156A (zh) * 2004-12-30 2005-08-03 北京科技大学 一种掺杂微米TiO2的聚合物电解质的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李朝晖.聚偏氟乙烯-六氟丙烯基微孔复合聚合物电解质的电化学性能研究.中国优秀博士学位论文全文数据库.2006,35-41. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101153084A (zh) 2008-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101153084B (zh) 一种高倍率聚合物锂离子动力电池用聚合物微孔膜
CN101165827B (zh) 一种混合电化学电容器
CN101872853B (zh) 聚合物锂离子二次电池及其隔离膜
CN102738442B (zh) 一种高能量密度充放电锂电池
CN102800841B (zh) 负极片、锂离子电池及其制备方法
CN101154750A (zh) 高倍率凝胶聚合物锂离子动力电池及其制造方法
CN106058245A (zh) 一种低温锂离子电池
CN101752558A (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN104779394A (zh) 一种水系锂(钠)离子电池混合负极材料
CN104362289A (zh) 具有无机隔离层的锂离子电池极片、包括该极片的电池及制备该极片的方法
CN103199301A (zh) 基于固态聚合物电解质的复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用
CN101847764A (zh) 一种高比能量/高比功率型超级电池
CN104201000B (zh) 一种高功率锂离子电容器及其制备方法
CN101841013B (zh) 聚合物隔离膜及使用该聚合物隔离膜的锂离子电池
CN105655147B (zh) 一种锂离子电容器负极单元及其制备方法、锂离子电容器
CN101740758A (zh) 锂离子电池用硫化导电聚合物复合正极的制备方法
CN101262056A (zh) 一种水溶液可充锂离子电池
CN103035901B (zh) 一种锂电池纳米氧化物包覆钛酸锂负极材料及其制备方法
CN108373902A (zh) 一种固态电池塑料封装材料及其应用
CN201887121U (zh) 非均匀电解质铅酸蓄电池
CN102842703A (zh) 一种化学电源
CN103000385B (zh) 一种超级混合电容电池及其制造方法
CN101262076A (zh) 一种水溶液可充锂电池
CN105390295A (zh) 锂离子电容器及其负极材料、负极极片
CN101154749A (zh) 一种高容量聚合物锂离子动力电池用凝胶聚合物电解质膜

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211110

Address after: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Wanxiang 123 Co., Ltd

Address before: 311215 Jianshe 3rd road, Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: Wanxiang Electric Vehicle Co., Ltd

TR01 Transfer of patent right