CN103022399A - 电解质隔膜 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电解质隔膜，各成分的质量分数为：无机粒子：0%~5%，导电碳材料：0%~5%，非极性高分子：45%~50%，极性高分子：45%~50%。相较于现有技术，本发明所述电解质隔膜具有热稳定性好、界面稳定性好、机械强度高、侵润性好、离子导电性好等优点。

Description

电解质隔膜
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种用于电池的电解质隔膜。
背景技术
电池是通过电位差将化学能转化成电能的装置。按技术可分为电化学电池、燃料电池与太阳能电池，其中电化学电池又可分为不能充电的原电池与可充电的二次电池。
在二次电池中，隔膜为二次电池的重要组成部分，其连接并隔开正极与负极，其为电子的绝缘体，但允许离子迁移通过。隔膜性能的优劣决定着电池容量、循环性、充放电电流密度等关键特性。因此，性能优异的隔膜对于提高电池综合性能具有重要的作用。
目前电池隔膜主要由非极性聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者极性聚偏二氟乙烯（PVDF）制成，其缺点是非极性表面界面性差，极性聚偏二氟乙烯膜机械性强度差、高温溶解、离子导电性差。
鉴于上述问题，有必要提供一种热稳定性好、界面稳定性好、机械强度高、侵润性好、离子导电性好的电解质隔膜。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种电解质隔膜，该电解质隔膜具有热稳定性好、界面稳定性好、机械强度高、侵润性好、离子导电性好等优点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电解质隔膜，各成分的质量分数为：无机粒子：0%~5%，导电碳材料：0%~5%，非极性高分子：45%~50%，极性高分子：45%~50%。
进一步地，所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
进一步地，所述非极性高分子为聚丙烯或者聚乙烯或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。
进一步地，所述非极性高分子为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。
进一步地，所述极性高分子为聚偏二氟乙烯或者多酚氧化酶或者聚氧化乙烯或者聚甲基丙烯酸甲酯或者聚磷晴或者聚丙烯腈或者聚氯乙烯。
进一步地，所述极性高分子为聚偏二氟乙烯、多酚氧化酶、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚磷晴、聚丙烯腈、聚氯乙烯的混合物。
进一步地，所述无机粒子为二氧化硅或者氮化锂或者氧化铝或者二氧化钛或者沸石或者蒙脱土。
进一步地，所述无机粒子为二氧化硅、氮化锂、氧化铝、二氧化钛、沸石、蒙脱土的混合物。
进一步地，所述电解质隔膜是通过干法或者湿法拉伸形成的。
本发明的有益效果是：本发明所述电解质隔膜具有热稳定性好、界面稳定性好、机械强度高、侵润性好、离子导电性好等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例一
将非极性高分子、极性高分子、无机粒子、导电碳材料混合均匀，然后对混合物进行加热使其溶化，并采用干法或湿法拉伸形成复合电解质隔膜。其中，所述非极性高分子可以为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述极性高分子可以为聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)，也可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)等的混合物；所述无机粒子可以为二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土，也可以是二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土的混合物；所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。所述无机粒子的质量分数为0%~5%，所述导电碳材料的质量分数为0%~5%，所述非极性高分子的质量分数为45%~50%，所述极性高分子的质量分数为45%~50%。
实施例二
按照以下配方配料，无机粒子的质量分数为0.5%，导电碳材料的质量分数为0.5%，非极性高分子的质量分数为50%，极性高分子的质量分数为49%。然后将无机粒子、导电碳材料、非极性高分子以及极性高分子混合均匀并加热使其溶化，再采用干法或湿法拉伸形成复合电解质隔膜。其中，所述非极性高分子可以为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述极性高分子可以为聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)，也可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)等的混合物；所述无机粒子可以为二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土，也可以是二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土的混合物；所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
实施例三
按照以下配方配料，无机粒子的质量分数为0.1%，导电碳材料的质量分数为0.9%，非极性高分子的质量分数为49%，极性高分子的质量分数为50%。然后将无机粒子、导电碳材料、非极性高分子以及极性高分子混合均匀并加热使其溶化，再采用干法或湿法拉伸形成复合电解质隔膜。所述非极性高分子可以为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述极性高分子可以为聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)，也可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)等的混合物；所述无机粒子可以为二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土，也可以是二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土的混合物；所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
实施例四
按照以下配方配料，无机粒子的质量分数为0.1%，导电碳材料的质量分数为5%，非极性高分子的质量分数为49.9%，极性高分子的质量分数为45%。然后将无机粒子、导电碳材料、非极性高分子以及极性高分子混合均匀并加热使其溶化，再采用干法或湿法拉伸形成复合电解质隔膜。所述非极性高分子可以为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述极性高分子可以为聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)，也可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)等的混合物；所述无机粒子可以为二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土，也可以是二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土的混合物；所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
实施例五
按照以下配方配料，无机粒子的质量分数为5%，导电碳材料的质量分数为0.1%，非极性高分子的质量分数为45%，极性高分子的质量分数为49.9%。然后将无机粒子、导电碳材料、非极性高分子以及极性高分子混合均匀并加热使其溶化，再采用干法或湿法拉伸形成复合电解质隔膜。所述非极性高分子可以为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述极性高分子可以为聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)，也可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）、多酚氧化酶（PPO）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磷晴、聚丙烯腈( PAN)、聚氯乙烯(PVC)等的混合物；所述无机粒子可以为二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土，也可以是二氧化硅（SiO2）、氮化锂（Li3N）、氧化铝（Al2O3）、二氧化钛（TiO2）、沸石、蒙脱土的混合物；所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
实施例六
将极性高分子、无机纳米分子以及导电碳材料混合均匀，然后涂覆在非极性聚丙烯（PP）膜或者聚乙烯（PE）膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜上，从而制成电解质隔膜。
相较于现有技术，本发明所述电解质隔膜具有热稳定性好、界面稳定性好、机械强度高、侵润性好、离子导电性好等优点。
特别需要指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明申请专利范围所主张的范围中。

Claims (9)

1.一种电解质隔膜，其特征在于：各成分的质量分数为：无机粒子：0%~5%，导电碳材料：0%~5%，非极性高分子：45%~50%，极性高分子：45%~50%。
2.如权利要求1所述的电解质隔膜，其特征在于：所述导电碳材料为石墨或者炭黑或者纳米碳纤维。
3.如权利要求2所述的电解质隔膜，其特征在于：所述非极性高分子为聚丙烯或者聚乙烯或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4.如权利要求2所述的电解质隔膜，其特征在于：所述非极性高分子为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。
5.如权利要求3至4项中任意一项所述的电解质隔膜，其特征在于：所述极性高分子为聚偏二氟乙烯或者多酚氧化酶或者聚氧化乙烯或者聚甲基丙烯酸甲酯或者聚磷晴或者聚丙烯腈或者聚氯乙烯。
6.如权利要求3至4项中任意一项所述的电解质隔膜，其特征在于：所述极性高分子为聚偏二氟乙烯、多酚氧化酶、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚磷晴、聚丙烯腈、聚氯乙烯的混合物。
7.如权利要求5所述的电解质隔膜，其特征在于：所述无机粒子为二氧化硅或者氮化锂或者氧化铝或者二氧化钛或者沸石或者蒙脱土。
8.如权利要求5所述的电解质隔膜，其特征在于：所述无机粒子为二氧化硅、氮化锂、氧化铝、二氧化钛、沸石、蒙脱土的混合物。
9.如权利要求7所述的电解质隔膜，其特征在于：所述电解质隔膜是通过干法或者湿法拉伸形成的。
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