CN102760850A - 一种高强度锂电池隔膜及其生产方法 - Google Patents

一种高强度锂电池隔膜及其生产方法 Download PDF

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崔清臣
凌红旗
黄海龙
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Abstract

本发明涉及锂电池隔膜加工技术领域，特别涉及一种高强度锂电池隔膜及其生产方法。其隔膜结构包括基膜层，所述基膜层两面印有纵横交错的抗酸碱蚀刻的加强筋涂层，所述基膜层上均匀分布有贯穿所述基膜层的微孔。使用本发明方法生产的锂电池隔膜具有厚度小，微孔密度均匀、孔径易控制、生产速度快、生产效率高、抗拉强度大等特点。

Description

一种高强度锂电池隔膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜加工技术领域，特别涉及一种高强度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。锂电池正负电机之间需要一层隔膜，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的方法有：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，由于只进行纵向拉伸，膜的横向强度差；2、湿法：令塑料膜处于液体状态，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物析出后的空间，即为微孔。此方法生产速度慢，且成本较高、污染大，工艺复杂。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
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种厚度小且抗拉强度大的高强度锂电池隔膜及其生产方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种高强度锂电池隔膜，包括基膜层，基膜层两面印有纵横交错的抗酸碱蚀刻的加强筋涂层，所述基膜层上均匀分布有贯穿所述基膜层的微孔。
微孔上下两侧向中间直径逐渐缩小，其最大直径与最小直径比为3：1至10：1。
一种高强度锂电池隔膜的生产方法，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）在塑料薄膜两面涂布加强筋，加强筋为抗酸碱蚀刻涂层；
3）将涂布好的塑料薄膜浸于盛有酸或碱的溶液中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
步骤1）中辐照的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5-200秒。
步骤3）中蚀刻反应时间为0.2-60分钟。
当塑料薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，步骤3）中蚀刻反应使用的为15—35%的NaOH溶液。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
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，已经达到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现有干法、湿法膜的2-4倍。现有拉伸法隔膜是纵向拉伸，膜的横向强度很低。本发明在隔膜的两面印有纵横交错的抗酸碱蚀刻的加强筋涂层，从而更大的加强了膜的抗拉强度。
使用本发明方法生产的锂电池隔膜具有厚度小，微孔密度均匀、孔径易控制、生产速度快、生产效率高、抗拉强度大等特点。
附图说明
图1为本发明的一种高强度锂电池隔膜的结构主视图；
图2为本发明的一种高强度锂电池隔膜的结构剖视图；
图3为本发明的一种高强度锂电池隔膜的微孔的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
如附图1、2所示，一种高强度锂电池隔膜，包括基膜层1，基膜层1两面印有纵横交错的抗酸碱蚀刻的加强筋涂层2，所述基膜层1上均匀分布有贯穿所述基膜层1的微孔3。
如附图3所示，微孔3上下两侧向中间直径逐渐缩小，其最大直径与最小直径比为3：1至10：1。
实施例二：
一种高强度锂电池隔膜的生产方法，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，辐照的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5-200秒；
2）在塑料薄膜两面涂布加强筋，加强筋为抗酸碱蚀刻涂层；
3）将涂布好的塑料薄膜浸于盛有酸或碱的溶液中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜，蚀刻反应时间为0.2-60分钟。
当塑料薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，步骤3）中蚀刻反应使用的为15—35%的NaOH溶液。
本发明的原理是：采用高能粒子轰击塑料薄膜，当高能带点核粒子（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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高强度锂电池隔膜，包括基膜层，其特征在于，所述基膜层两面印有纵横交错的抗酸碱蚀刻的加强筋涂层，所述基膜层上均匀分布有贯穿所述基膜层的微孔。
2.根据权利要求1所述的一种高强度锂电池隔膜，其特征在于，所述的微孔上下两侧向中间直径逐渐缩小，其最大直径与最小直径比为3：1至10：1。
3.一种高强度锂电池隔膜的生产方法，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）在塑料薄膜两面涂布加强筋，加强筋为抗酸碱蚀刻涂层；
3）将涂布好的塑料薄膜浸于盛有酸或碱的溶液中进行蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。
4.根据权利要求3所述的一种高强度锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：所述步骤1）中辐照的辐照功率为2000-10000千瓦，辐照时间为0.5-200秒。
5.根据权利要求3所述的一种高强度锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：所述步骤3）中蚀刻反应时间为0.2-60分钟。
6.根据权利要求3至5任一一项所述的一种高强度锂电池隔膜的生产方法，其特征在于：当塑料薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，步骤3）中蚀刻反应使用的为15—35%的NaOH溶液。
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