CN102163704A - 一种锂电池隔膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池隔膜及其生产方法。一种锂电池隔膜，其特征在于：所述隔膜上形成有若干贯穿隔膜的微孔，所述微孔由两个漏斗型孔构成且该两个漏斗型孔的小直径端对接。一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1)以塑料薄膜为基材，用高能粒子对塑料薄膜进行辐照；2)将经过辐照的塑料薄膜浸于盛有酸溶液或碱溶液的容器中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。本发明的优点在于：采用本发明生产的锂电池隔膜具有挂液能力高、微孔密度均匀的特点，采用本发明的生产方法，隔膜微孔孔径易控制、生产速度快、生产效率高。

Description

一种锂电池隔膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池隔膜及其生产方法。
背景技术
锂电池由于容量大，几乎无记忆效应而被广泛使用。锂电池正负电极之间需要一层隔膜，让离子顺利通过，而电子不能通过，只能由外电路从负极移向正极。目前，锂电池隔膜生产主要采用方法有：1、拉伸法(干法)：将塑料薄膜加到一定温度，采用物理方法拉伸，使分子链产生较大空隙。此方法孔密度和孔径控制较难，微孔均匀度差；2、湿法：令塑料薄膜处于液体状态，加入另一种沸点不同中介的液体物质，改变温度令中介物质相分析析出。在留下的薄膜上留下中介勿析出后的空间，即为微孔。此方法生产速度慢，且成本较高，工艺难度大。两者生产的微孔膜挂液(膜吸附的电解液)能力一般，不利于离子通过。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挂液能力高的锂电池隔膜。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锂电池隔膜，其特征在于：所述隔膜上形成有若干贯穿隔膜的微孔，所述微孔由两个漏斗型孔构成且该两个漏斗型孔的小直径端对接。
上述所述微孔在隔膜上均匀分布。
上述所述漏斗型孔的最大直径与最小直径比为3∶1至10∶1。
本发明的优点在于：一般锂电池隔膜的孔隙率在30-40％时，挂液能力在30-60％。而本发明的隔膜在孔隙率为15％时，即可以达到36％的挂液能力。在相同的孔隙率时，本发明的锂电池隔膜的挂液能力是干法拉伸膜、湿法膜的2-4倍。
本发明的目的还在于提供一种锂电池隔膜的生产方法。
一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)以塑料薄膜为基材，用高能粒子对塑料薄膜进行辐照；
2)将经过辐照的塑料薄膜浸于盛有酸溶液或碱溶液的容器中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
本发明的优点在于：采用本发明生产的锂电池隔膜具有挂液能力高、微孔密度均匀的特点，采用本发明的生产方法，隔膜微孔孔径易控制、生产速度快、生产效率高。
作为上述方法的一种改进，上述所述步骤1)中辐照时的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5～200秒。
作为上述方法的进一步改进，上述所述步骤2)中蚀刻反应时间为0.2～60分钟。
作为本发明的更进一步的改进，当所述塑料薄膜为PET膜时，上述步骤2)中蚀刻反应使用的碱溶液为15-35％的NaOH溶液。
附图说明
图1是本发明生产的锂电池隔膜的结构示意图。
图2是本发明生产的锂电池隔膜上形成的微孔的显微照片，深色部分为浅处的微孔，孔径为1～5微米，深色中央部分的白点为深处的通透的微孔，孔径为0.5～1微米。
具体实施例
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些实施例只为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
实施例一
如图1所示，锂电池隔膜1上分布有若干核微孔2，微孔2由两个漏斗型孔21、22构成且该两个漏斗型孔21、22的小直径端对接，漏斗型孔的最大直径与最小直径比为3∶1至10∶1，从而大幅地增加了挂液能力。
一种锂电池隔膜的生产方法，包括以下步骤：
1)以PET塑料薄膜为基材，用高能带电粒子对塑料薄膜进行辐照。
辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5～200秒，可通过调整辐照能量、辐照时间调整微孔密度，获得微孔密度范围为每平方厘米10万～2000万个。
2)将经过辐照的PET塑料薄膜浸于盛有NaOH溶液的容器中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
NaOH溶液的浓度为15-35％、蚀刻反应温度为70摄氏度～90摄氏度，蚀刻时间为0.2-60分钟，获得的微孔孔径范围在0.5微米～15微米，可通过调整碱液浓度、反应温度、及反应时间精细调整孔径。
本发明的原理是：采用高能粒子轰击塑料薄膜，当高能带电核粒子(裂变碎片)穿过高分子塑料薄膜时，在粒子经过的路径上，塑料高分子链被打断，留下一条狭窄的损伤通道——核微孔，被打断部分的分子链具有与原膜不同酸碱特性，再浸入酸液或者碱液中蚀刻，则被打断处会被腐蚀，形成能够用显微镜观测到的微孔。薄膜浅处的微孔因蚀刻时间长，孔径较大，深处的微孔因蚀刻时间短，孔径较小。
本发明的优点在于：使用该方法生产的锂电池隔膜具有挂液能力高、微孔密度均匀、孔径易控制、生产速度快、生产效率高的特点。一般锂电池隔膜的孔隙率在30-40％时，挂液能力在30-60％。而本发明的隔膜在孔隙率为15％时，即可以达到36％的挂液能力。在相同的孔隙率时，本发明的隔膜的挂液能力是干法拉伸膜、湿法膜的2-4倍。

Claims (9)

1.一种锂电池隔膜，其特征在于：所述隔膜上形成有若干贯穿隔膜的微孔，所述微孔由两个漏斗型孔构成且该两个漏斗型孔的小直径端对接。
2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于：所述微孔在隔膜上均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的锂电池隔膜，其特征在于：所述漏斗型孔的最大直径与最小直径比为3∶1至10∶1。
4.一种如权利要求1至3任一所述锂电池隔膜的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)以塑料薄膜为基材，用高能粒子对塑料薄膜进行辐照；
2)将经过辐照的塑料薄膜浸于盛有酸溶液或碱溶液的容器中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中辐照时的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5～200秒。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：所述步骤2)中蚀刻反应时间为0.2～60分钟。
7.根据权利要求4至6任一所述的一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：当所述塑料薄膜为PET膜时，上述步骤2)中蚀刻反应使用的碱溶液为15～35％的NaOH溶液。
8.一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1)以塑料薄膜为基材，用高能粒子对塑料薄膜进行辐照；
2)将经过辐照的塑料薄膜浸于盛有酸溶液或碱溶液的容器中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中辐照时的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5～200秒，所述步骤2)中蚀刻反应时间为0.2～60分钟。
根据权利要求8或9所述的一种锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：当所述塑料薄膜为PET膜时，上述步骤2)中蚀刻反应使用的碱溶液为15～35％的NaOH溶液。
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