CN104051687A - 一种多孔隔膜、其制备方法及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。本发明提供的多孔隔膜具有较高的表面能,使得本发明提供的多孔隔膜具有良好的润湿性,与电解液的相互作用好,从而提高了锂离子电池隔膜的保液率,有利于电池循环性能的发挥。本发明还提供一种多孔隔膜的制备方法,本发明提供的制备方法以耐热型聚合物为原料,通过相转化成孔的方法使其成孔,使多孔隔膜具有较高的表面能和优异的耐热性能,同时膜的孔壁具有曲率,能有效避免锂离子电池微短路及自放电的发生,缓解漏液现象。本发明还提供一种锂离子电池,以本发明提供的多孔隔膜为电池隔膜。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种多孔隔膜、其制备方法及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是目前高性能电池的代表,由于锂离子电池的体积比能量和质量比能量最高,并且对环境不会造成污染,其应用范围不断拓展,现在已被广泛的应用于便携式电子装置、电动工具、电动汽车、储能电站等领域。随着锂离子电池应用的日益广泛,现有技术对锂离子电池的综合性能也提出了更高的要求。
锂离子电池主要由正极、负极、电池隔膜、有机电解液和电池外壳组成,其中,电池隔膜是指在电池正极和负极之间的一层具有微孔结构的隔膜材料,是锂离子电池中非常关键的部分。隔膜不仅具有电子绝缘性,还具有一定的孔径和孔隙率,使得电池隔膜在让电解液中的锂离子在正负极之间自由通过的同时,可以隔离正、负极并阻止电池内的电子自由穿过隔膜,使电池在过度充电或者温度升高的情况下限制电流的升高,防止电池短路引起爆炸,对电池使用者和设备起到安全保护的作用。
现有技术中,商品化的锂离子电池中的电池隔膜主要采用的是具有微孔结构的聚烯烃类隔膜材料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)的单层或多层膜。但是该类隔膜的熔点较低,仅有135~165℃。锂离子电池在工作状态下会放热,当电池温度升高至聚烯烃隔膜的熔点附近时,极易因为隔膜熔融收缩或破裂而导致电池短路,引发热失控甚至爆炸等危险。申请号为CN201210055866.3的中国专利公开了一种以聚四氟乙烯为基体、以较低熔点的第二组分为填充材料所构成的多孔隔膜。由于聚四氟乙烯具有较高的熔点(327℃),该类多孔膜耐热性能优异,可有效避免隔膜在电池升温状态下收缩破裂的情况发生,有效提高电池的安全性。但是,该多孔隔膜的润湿性较差,不利于锂电池循环性能的发挥。
发明内容
本发明目的在于提供一种多孔隔膜、其制备方法及锂离子电池。本发明提供的多孔隔膜润湿性好,有利于电池循环性能的发挥。
本发明提供一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。
优选的,所述多孔隔膜的Gurley值为50~400sec·100mL-1。
优选的,所述多孔隔膜的表面孔径为0.01~3μm;所述多孔隔膜的内部孔径为0.5~3μm;孔隙率为40~75%。
本发明提供一种多孔隔膜的制备方法,包括以下步骤:
A)将耐热型聚合物溶解于有机溶剂中,得到铸膜液,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种;
B)将所述步骤A)得到的铸膜液挤出,得到液态前体膜;
C)将所述步骤B)得到的液态前体膜浸入非溶剂中进行固化,得到固态前体膜;
D)将所述步骤C)得到的固态前体膜进行干燥处理,得到多孔隔膜。
优选的,所述步骤A)中的有机溶剂选自二苯醚、N-甲基吡咯烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正辛酯、液体石蜡、聚乙烯乙二醇、环丁砜等中的一种或几种。
优选的,所述步骤A)中得到的铸膜液的固含量为15%~50%。
优选的,所述步骤A)中溶解于有机溶剂的物质还包括第一交联剂,所述第一交联剂为含羟基和/或羧基的有机化合物。
优选的,所述步骤A)中所述耐热型聚合物与所述第一交联剂的质量比为1:(0.01~0.5)。
优选的,所述步骤C)和步骤D)之间,还包括以下步骤:
将所述步骤C)得到的固态前体膜吸附引发剂,所述引发剂为乙酰丙酮基金属化合物。
优选的,在所述步骤C)和吸附引发剂步骤之间,还包括以下步骤:
将聚烯烃膜和所述步骤C)得到的固态前体膜叠加在一起,进行辊压复合。
优选的,所述聚烯烃膜包括聚烯烃和第二交联剂,所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。
优选的,所述聚烯烃与所述第二交联剂的质量比为1:(0.01~0.5)。
优选的,所述步骤C)中非溶剂为水、乙醇、正己烷、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
优选的,所述步骤D)中干燥处理包括以下步骤:
将所述步骤C)得到的固态前体膜在20~30℃下放置1~4小时;然后在35~45℃下放置1~4小时;最后在55~65℃下放置1~24小时,得到多孔隔膜。
本发明提供一种锂离子电池,包括正极、负极、隔膜和电解液,其特征在于,所述隔膜为上文所述的多孔隔膜。
本发明提供了一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。本发明提供的多孔隔膜具有较高的表面能,使得本发明提供的多孔隔膜具有良好的润湿性,与电解液的相互作用好,从而提高了锂离子电池隔膜的保液率,有利于电池循环性能的发挥。本发明还提供一种多孔隔膜的制备方法,本发明提供的制备方法以耐热型聚合物为原料,通过相转化的方法使其成孔,使多孔隔膜具有较高的表面能。
另外,本发明提供的多孔隔膜由耐热型聚合物制备得到,因此得到的多孔隔膜具有良好的耐热性,在电池发热的状态下能够保持稳定的尺寸,从而有效避免因正负极短路而导致的电池爆炸和燃烧等问题。
具体实施方式
本发明提供了一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。
本发明提供的多孔隔膜具有较高的表面能,使得多孔隔膜具有良好的润湿性,有利于电池循环性能的发挥。
本发明提供的多孔隔膜以耐热型聚合物为制备原料,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种,优选为聚砜、聚醚酰胺、聚醚醚酮和聚磷腈中的一种或几种,更优选为聚砜、聚醚酰胺和聚磷腈中的一种或几种。本发明对所述耐热型聚合物的来源没有特殊的限制,可采用所述耐热型聚合物的市售商品,也可以按照本领域技术人员熟知的制备所述耐热型聚合物的技术方案自行制备。
为了使所述多孔隔膜具有更好的机械强度,在本发明中,所述多孔隔膜的制备原料优选还包括第一交联剂。在本发明中,所述第一交联剂优选为含有羟基和/或羧基的物质,更优选为聚乙烯醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯醇共聚物、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚乳酸、环氧丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、壳聚糖和多糖中的一种或几种,最优选为聚乙烯醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚乳酸中的一种或几种。在本发明中,所述耐热型聚合物与第一交联剂的质量比优选为1:(0.01~0.5),更优选为1:(0.05~0.4),最优选为1:(0.1~0.3)。本发明对所述第一交联剂的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的上述第一交联剂即可,如可采用上述第一交联剂的市售商品。
为了使所述多孔隔膜具有更好的热安全性、机械强度及柔韧性,在本发明中,所述多孔隔膜的制备原料优选还包括聚烯烃。在本发明中,所述聚烯烃优选为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种或几种,更优选为聚乙烯和/或聚丙烯。本发明对所述聚烯烃的用量没有特殊的限制,能够使得到的多孔隔膜的热安全性、机械强度和柔韧性得到提高即可。本发明对所述聚烯烃的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的上述聚烯烃即可,如可采用上述聚烯烃的市售商品。
在本发明中,所述多孔隔膜的孔壁具有曲率,可有效避免锂离子电池微短路及自放电的发生,缓解漏液现象。Gurley值常用来表示隔膜的透气性,间接地表征隔膜的孔壁曲率。在本发明中,所述多孔隔膜的Gurley值优选为95~400sec·mL-1,更优选为150~350sec·mL-1,最优选为200~300sec·mL-1。
所述多孔隔膜的表面孔径优选为0.01~3μm,更优选为0.1~2.5μm,最优选为0.15~2μm;所述多孔隔膜的内部孔径优选为0.5~3μm,更优选为1~2.5μm,最优选为1.5~2μm;所述多孔隔膜的孔隙率优选为40%~75%,更优选为45%~65%,最优选为50%~60%。
本发明还提供了一种多孔隔膜的制备方法,包括以下步骤:
A)将耐热型聚合物溶解于有机溶剂中,得到铸膜液,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种;
B)将所述步骤A)得到的铸膜液挤出,得到液态前体膜;
C)将所述步骤B)得到的液态前体膜浸入非溶剂中进行固化,得到固态前体膜;
D)将所述步骤C)中的固态前体膜进行干燥处理,得到多孔隔膜。
本发明将耐热型聚合物溶解于有机溶剂中,得到铸膜液。为了使得到的多孔隔膜具有更好的机械强度,本发明优选用交联剂对耐热型聚合物进行改性,本发明优选将耐热型聚合物与第一交联剂溶解于有机溶剂中,得到铸膜液。在本发明中,所述耐热型聚合物和第一交联剂的种类和来源与上述技术方案中耐热型聚合物和第一交联剂的种类和来源一致,在此不再赘述。
在本发明中,所述有机溶剂优选为二苯醚、N-甲基吡咯烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正辛酯、液体石蜡、聚乙烯乙二醇、环丁砜等中的一种或几种,更优选为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、二苯醚、环丁砜、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种,最优选为二甲基甲酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、二苯醚、环丁砜、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种。
在本发明中,所述耐热型聚合物与第一交联剂的质量比优选为1:(0.01~0.5),更优选为1:(0.05~0.4),最优选为1:(0.1~0.3);所述铸膜液的固含量优选为15%~50%,更优选为20%~45%,最优选为25%~40%。本发明对所述耐热型聚合物在有机溶剂中的溶解的温度和时间没有特殊的限制,能够使所述耐热型聚合物在所述有机溶剂中混合均匀即可。
得到铸膜液后,本发明将所述铸膜液挤出,得到液态前体膜。本发明优选将所述铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜。在本发明中,所述液态前体膜的厚度优选为25~40μm,更优选为30~35μm。本发明对所述铸膜液挤出的方法和所用的设备没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的铸膜液挤出的技术方案和挤出设备即可。
得到液态前体膜后,本发明将所述液态前体膜浸入非溶剂中,进行固化,得到固态前体膜。本发明优选将所述液态前体膜经过空气间隙后,浸入非溶剂中,进行固化,得到固态前体膜。本发明对所述液态前体膜经过空气间隙的方法没有特殊的限制,本发明优选牵引所述液态前体膜经过空气间隙。在本发明中,所述空气间隙的长度优选为0~30cm,更优选为5~25cm,最优选为10~20cm。在本发明中,所述非溶剂优选为水、乙醇、正己烷、正丁醇和异丁醇中的一种或几种,更优选为水、乙醇、正丁醇中的一种或几种,最优选为水和/或乙醇;本发明对所述非溶剂的用量没有特殊的限制,能够完全浸没所述液态前体膜即可。在本发明中,所述固化的时间优选为0.01~4小时,更优选为0.5~3.5小时,最优选为1~3小时。
完成所述固化后,本发明优选将固化得到的隔膜进行拉伸,得到固态前体膜。本发明对所述拉伸的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的拉伸隔膜的技术方案即可。本发明优选将所述固态前体膜进行收卷,使所述固态前体膜得到拉伸。本发明优选进行1~2辊收卷;本发明优选通过控制辊的转速与基础速度之间的差异,使所述固态前体膜得到拉伸。在本发明中,所述辊的转速与挤出速度的比率优选为(1~1.5):1,更优选为(1.1~1.4):1,最优选为(1.2~1.3):1。本发明对所述收卷所用的设备没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的收卷设备即可。
为了使本发明提供的多孔隔膜具有更好的热稳定性,在完成液态前体膜的固化后,本发明优选使用聚烯烃膜对所述固化得到的隔膜进行改性,得到固态前体膜。本发明优选将聚烯烃膜和所述固化得到的隔膜叠加在一起,经过辊压复合,得到固态前体膜。
本发明优选将聚烯烃膜和固化得到的隔膜叠加在一起,经过辊压复合,得到固态前体膜。本发明对所述辊压复合的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的辊压复合的技术方案即可。
在本发明中,所述聚烯烃膜包括聚烯烃和第二交联剂,所述聚烯烃和第二交联剂的来源和用量与上述技术方案中聚烯烃和第一交联剂的来源和用量一致,在此不再赘述。在本发明中,所述第一交联剂和所述第二交联剂可以相同,也可以不同。本发明优选采用相同的第一交联剂和第二交联剂。本发明对所述聚烯烃膜的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的聚烯烃膜即可。在本发明中,所述聚烯烃膜优选按照以下步骤制备得到:
1)将聚烯烃和第二交联剂溶解于有机溶剂中,得到聚烯烃铸膜液;
2)将所述步骤1)得到的聚烯烃铸膜液挤出,得到液态聚烯烃前体膜;
3)将所述步骤2)得到的液态聚烯烃前体膜浸入非溶剂中,进行固化,得到聚烯烃膜。
本发明优选将聚烯烃和第二交联剂溶解于有机溶剂中,得到聚烯烃铸膜液。在本发明中,所述聚烯烃、第二交联剂和有机溶剂的种类、来源和用量与上述技术方案中聚烯烃、第二交联剂和有机溶剂的种类、来源和用量一致,在此不再赘述。本发明对所述聚烯烃和第二交联剂在有机溶剂中溶解的温度和时间没有特殊的限制,能够使所述聚烯烃和第二交联剂在所述有机溶剂中混合均匀即可。
得到聚烯烃铸膜液后,本发明优选将所述聚烯烃铸膜液挤出,得到液态聚烯烃前体膜。在本发明中,所述聚烯烃铸膜液的挤出方法与上述技术方案中铸膜液挤出的技术方案一致,在此不再赘述。
得到聚烯烃液态前体膜后,本发明优选将所述液态聚烯烃前体膜浸入非溶剂中,进行固化,得到聚烯烃膜。在本发明中,所述非溶剂的种类和用量与上述技术方案中非溶剂的种类和用量一致,在此不再赘述。在本发明中,所述固化的方法与上述技术方案中固化的技术方案一致,在此不再赘述。
得到所述固态前体膜后,本发明将所述固态前体膜进行干燥,得到多孔隔膜。本发明优选在对所述固态前体膜进行干燥之前,将所述固态前体膜吸附上引发剂,使所述交联剂发生交联反应。在本发明中,所述引发剂优选为乙酰丙酮基金属化合物,更优选为乙酰丙酮钛、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍和乙酰丙酮锌中一种或几种。本发明对所述吸附引发剂的方法没有特殊的限制,本发明优选将所述固态前体膜浸入引发剂溶液中,使所述固态前体膜吸附上引发剂。在本发明中,所述引发剂溶液优选为乙酰丙酮基金属化合物的水或异丙醇溶液,更优选为乙酰丙酮钛、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍和乙酰丙酮锌中一种或几种的水或异丙醇溶液,最优选为乙酰丙酮钛和/或乙酰丙酮铝的水或异丙醇溶液;所述引发剂溶液的质量浓度优选为0.05%~7%,更优选为0.1%~6%,最优选为0.5%~5%;所述固态前体膜浸入引发剂溶液的时间优选为0.01~4小时,更优选为0.5~3.5小时,最优选为1~3小时。本发明对所述固态前体膜吸附的引发剂的量没有特殊的限制,能够吸附上即可。
得到所述固态前体膜后,本发明将所述固态前体膜进行干燥处理,得到多孔隔膜。由于液态前体膜需经浸入非溶剂后才能固化,形成固态前体膜。在浸入非溶剂的过程中,会发生非溶剂与溶剂的交换,所得到的固态前体膜中会含有部分的非溶剂和部分溶剂,但是所用的非溶剂多为易挥发的,溶剂则多具有较高的沸点不易挥发。在干燥过程中,若膜内溶剂/非溶剂快速大量挥发,会造成隔膜孔壁塌陷,孔收缩严重,导致隔膜孔隙率很低,且隔膜本身收缩严重,变得不平整。这些对后续隔膜性能的发挥都是不利的。因此本发明优选采取梯度升温的方法对隔膜进行干燥处理,具体包括以下步骤:
将所述步骤C)得到的固态前体膜在20~30℃下放置1~4小时;然后在35~45℃放置1~4小时;最后在55~65℃放置1~24小时,得到多孔隔膜。
本发明优选将所述固态前体膜先在20~30℃下放置1~4小时,进行第一步干燥,使得易挥发的溶剂以较慢的速度挥发,膜内的孔结构基本成型。在本发明中,所述第一步干燥的时间更优选为2~3小时;最优选为2.5小时;所述第一步干燥的温度更优选为25℃。
完成所述第一步干燥后,本发明优选将第一步干燥后的固态前体膜在35~45℃下放置1~4小时,进行第二步干燥,使溶剂进一步挥发,孔结构得到定型。在本发明中,所述第二步干燥的时间更优选为2~3小时;最优选为2.5小时;所述第二步干燥的温度更优选为30℃。
完成所述第二步干燥后,本发明优选将第二步干燥后的固态前体膜在55~65℃下放置1~24小时,进行第三步干燥。使得膜内不易挥发的组分完全挥发,在本发明中,所述第三步干燥的时间更优选为3~20小时,最优选为5~15小时;所述第三步干燥的温度更优选为60℃。
在本发明中,所述干燥处理优选包括上述三步干燥。完成所述干燥处理后,本发明优选将干燥处理得到的隔膜进行升温处理,使隔膜内的交联剂发生交联反应,提高膜的强度。所述交联反应的温度优选为80~100℃,更优选为85~95℃,最优选为90℃;所述交联反应的时间优选为2~4小时,更优选为2.5~3.5小时。
本发明以多孔隔膜的透气率来表征多孔隔膜孔壁的曲率,本发明通过测试30mL气体在0.02MPa的压力下,经过面积为0.79m2的多孔隔膜所需的时间,得到多孔隔膜的透气率。
本发明将得到的隔膜剪裁成1cm×5cm大小的待测样品,采用拉力测试仪测定在20cm/min的拉伸速度下的拉伸强度。
本发明将得到的多孔隔膜在180℃下进行热处理0.5h,测试隔膜面积的收缩率,以隔膜面积的收缩率表征隔膜的耐热性。收缩率按照如下公式计算:
收缩率=(S1-S)/S×100%;
其中,S1为待测样品热处理后的面积;S为待测样品的初始面积。
本发明将得到的多孔隔膜进行保液性能的测试,保液率计算公式如下:
保液率=(Mt-M)/(M-M0)×100%;
其中,M0为隔膜的干重;M为隔膜吸收饱和电解液后的质量;Mt为将吸收饱和电解液的隔膜在室外放置15小时后的质量。
本发明还提供了一种锂离子电池,包括正极、负极、隔膜和电解液,其特征在于,所述隔膜为上述技术方案所述的多孔隔膜或上述技术方案所述的制备方法得到的多孔隔膜。
本发明提供的锂离子电池包括正极,本发明对所述正极没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的用作锂离子电池的正极即可。如可以使用钴酸锂、镍酸锂或锰酸锂中的一种或几种。
本发明提供的锂离子电池包括负极,本发明对所述负极没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的用作锂离子电池的负极即可。如可以使用石墨、硅碳复合物、中间相沥青碳微球中的一种或几种。
本发明提供的锂离子电池包括电解液,本发明对所述电解液没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的用作锂离子电池的电解液即可。如可以使用六氟磷酸锂的有机溶液。本发明对所述电解液的用量没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的锂离子电池中电解液的用量即可。
本发明提供的锂离子电池包括隔膜,所述隔膜为上述技术方案中所述的多孔隔膜或上述技术方案所述的制备方法得到的多孔隔膜。
得到正极、负极、电解液和隔膜后,本发明将所述正极、负极、电解液和隔膜进行组装,得到锂离子电池。本发明对所述锂离子电池的组装方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的组装锂离子电池的技术方案即可。
本发明提供了一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。本发明提供的多孔隔膜具有较高的表面能,使得本发明提供的多孔隔膜具有良好的润湿性,与电解液的相互作用好,从而提高了锂离子电池隔膜的保液率,有利于电池循环性能的发挥。本发明还提供一种多孔隔膜的制备方法,本发明提供的制备方法以耐热型聚合物为原料,通过相转化的方法使其成孔,使多孔隔膜具有较高的表面能。进一步的,由本发明提供的制备方法得到的多孔隔膜的孔壁具有曲率,可有效避免锂离子电池微短路及自放电的发生,缓解漏液现象。
另外,本发明提供的多孔隔膜由耐热型聚合物制备得到,因此得到的多孔隔膜具有良好的耐热性,在电池发热的状态下能够保持稳定的尺寸,从而有效避免因正负极短路而导致的电池爆炸和燃烧等问题。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种多孔隔膜、其制备方法及锂离子电池进行详细描述,但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将45g聚醚砜溶解于55g邻苯二甲酸二异丁酯中,配制成固含量为45%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过5cm的空气间隙后浸入乙醇中3.5h,得到固态前体膜;
然后采用1辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.1:1;
固态前体膜在20℃下放置4小时;然后在45℃放置1小时;最后在65℃放置24小时,得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为300sec·100mL-1,表面孔径为0.07μm,内部孔径为0.5μm,孔隙率为44%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11和比较例1~2提供的多孔隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例2
将35g聚丙烯腈溶解于65g邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯中,配制成固含量为35%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过25cm的空气间隙后浸入乙醇中0.5h,得到固态前体膜;
然后采用1辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.4:1;
固态前体膜在30℃下放置2小时;然后在35℃放置4小时;最后在55℃放置15小时,得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为200sec·100mL-1,表面孔径为0.15μm,内部孔径为1.5μm,孔隙率为62%.
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11和比较例1~2提供的多孔隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例3
将15g聚醚酰胺溶解于85g二甲基甲酰胺中,配制成固含量为15%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;将液态前体膜浸入正丁醇中3h得到固态前体膜;
然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.3:1;
固态前体膜在25℃下放置2.5小时;然后在40℃放置2.5小时;最后在60℃放置5小时,得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为100sec·100mL-1,表面孔径为2μm,内部孔径为2.5μm,孔隙率为65%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11和比较例1~2提供的多孔隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例4
将质量比1:0.01的49.5g聚砜与0.5g聚乙烯醋酸乙烯溶解于50g二甲基甲酰胺中,配制成固含量为50%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;将液态前体膜浸入水中4h得到固态前体膜;
固态前体膜经牵引浸入质量分数为0.05%的乙酰丙酮钛的水溶液0.01h;然后采用1辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1:1;
将隔膜半成品在30℃下放置1小时;然后在45℃放置1小时;在65℃放置20小时,最后在80℃放置2小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为350sec·100mL-1,表面孔径为0.05μm,内部孔径为0.5μm,孔隙率为40%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11和比较例1~2提供的多孔隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例5
将质量比1:0.025的27.3g聚丙烯腈与0.7g聚乙烯醇溶解于70g邻苯二甲酸二甲酯中,配制成固含量为30%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过30cm的空气间隙后浸入乙醇中0.01h,得到固态前体膜;
固态前体膜经牵引浸入质量分数为4%的乙酰丙酮铝的异丙醇溶液2h;然后采用1辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.1:1;
将隔膜半成品在30℃下放置3小时;然后在40℃放置2小时;在65℃放置12小时,最后在85℃放置2.5小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为210sec·100mL-1,表面孔径为0.15μm,内部孔径为0.9μm,孔隙率为61%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例6
将质量比1:0.5的26.7g聚醚酰胺和13.3g聚丙烯酸溶解于60g二苯醚中,配制成固含量40%铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过15cm的空气间隙后浸入乙醇中2h,得到固态前体膜;
固态前体膜经牵引浸入质量分数为7%的乙酰丙酮铁的水溶液4h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.2:1;
将隔膜半成品在30℃下放置2.5小时;然后在40℃放置2小时;在60℃放置5小时,最后在90℃放置3.5小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为290sec·100mL-1,表面孔径为0.13μm,内部孔径为0.7μm,孔隙率为52%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例7
将质量比1:0.04的15.4g聚醚醚酮及0.6g聚丙烯酸溶解于80g环丁砜中,配制成固含量为20%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过10cm的空气间隙后浸入正己烷中1h,得到固态前体膜;
固态前体膜经牵引浸入质量含量5%的乙酰丙酮镍的异丙醇溶液1h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.3:1;
将隔膜半成品在25℃下放置1小时;然后在30℃放置1小时;在60℃放置12小时,最后在95℃放置3.5小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为150sec·100mL-1,表面孔径为2μm,内部孔径为2.5μm,孔隙率为65%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例8
将质量比1:0.015的13g聚磷腈和0.2g聚乳酸溶解于85g邻苯二甲酸二异壬酯中,配制成固含量为15%的铸膜液;
将铸膜液经狭缝挤出,得到液态前体膜;牵引液态前体膜经过5cm的空气间隙后浸入正丁醇中3h,得到固态前体膜;
固态前体膜经牵引浸入质量分数为3%的乙酰丙酮锌的水溶液3h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.5:1;
将隔膜半成品在35℃下放置1.5小时;然后在40℃放置2.5小时;在65℃放置8小时,最后在95℃放置4小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为90.9sec·100mL-1,表面孔径为3μm,内部孔径为3μm,孔隙率为70%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例9
将质量比1:0.05的23.8g聚磷腈和1.2g聚乳酸溶解于75g邻苯二甲酸二异壬酯中,配制成固含量为25%的铸膜液;
将质量比1:0.05的23.8g聚乙烯和1.2g聚乳酸溶解于75g邻苯二甲酸二异壬酯中,配制成固含量为25%的聚烯烃铸膜液;
将铸膜液和聚烯烃铸膜液分别经狭缝挤出,得到液态前体膜和液态聚烯烃前体膜;
牵引液态前体膜经过5cm的空气间隙后浸入正丁醇中3h,进行固化,得到固化的隔膜;将液态聚烯烃前体膜浸入正丁醇中3h,得到聚烯烃膜;
将聚烯烃膜和固化得到的隔膜叠加在一起,进行辊压复合,得到固态前体膜;固态前体膜经牵引浸入质量分数为3%的乙酰丙酮锌的水溶液3h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.5:1;
将隔膜半成品在25℃下放置2.5小时;然后在40℃放置3.5小时;在55℃放置20小时,最后在90℃放置3小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为230sec·100mL-1,表面孔径为1μm,内部孔径为2μm,孔隙率为59%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例10
将质量比1:0.1的59.1g聚砜和5.9g环氧丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷共聚物溶解于65g邻苯二甲酸二异壬酯中,配制成固含量为35%的铸膜液;
将质量比1:0.1的59.1g聚乙烯和5.9g环氧丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷共聚物溶解于65g邻苯二甲酸二异壬酯中,配制成固含量为25%的聚烯烃铸膜液;
将铸膜液和聚烯烃铸膜液分别经狭缝挤出,得到液态前体膜和液态聚烯烃前体膜;
牵引液态前体膜经过10cm的空气间隙后浸入乙醇中2h,进行固化,得到固化的隔膜;将液态聚烯烃前体膜浸入乙醇中2h,得到聚烯烃膜;
将聚烯烃膜和固化得到的隔膜叠加在一起,进行辊压复合,得到固态前体膜;固态前体膜经牵引浸入质量分数为6%的乙酰丙酮钛的水溶液1h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.2:1;
将隔膜半成品在25℃下放置3小时;然后在40℃放置3.5小时;在60℃放置10小时,最后在95℃放置2.5小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为320sec·100mL-1,表面孔径为0.8μm,内部孔径为1.5μm,孔隙率为47%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
实施例11
将质量比1:0.4的35.7g聚醚酰胺和14.3g聚丙烯酸溶解于50g液体石蜡中,配制成固含量为50%的铸膜液;
将质量比1:0.4的35.7g聚乙烯和14.3g聚丙烯酸溶解于50g液体石蜡中,配制成固含量为50%的聚烯烃铸膜液;
将铸膜液和聚烯烃铸膜液分别经狭缝挤出,得到液态前体膜和液态聚烯烃前体膜;
牵引液态前体膜经过15cm的空气间隙后浸入正己烷中3h,进行固化,得到固化的隔膜;将液态聚烯烃前体膜浸入正己烷中3h,得到聚烯烃膜;
将聚烯烃膜和固化得到的隔膜叠加在一起,进行辊压复合,得到固态前体膜;固态前体膜经牵引浸入质量分数为5%的乙酰丙酮铝的水溶液3.5h;然后采用2辊收卷,得到隔膜半成品,辊的转速与挤出速度的比值为1.1:1;
将隔膜半成品在30℃下放置1小时;然后在35℃放置1小时;在65℃放置5小时,最后在85℃放置2小时得到多孔隔膜。得到的多孔隔膜的Gurley值为400sec·100mL-1,表面孔径为0.1μm,内部孔径为0.5μm,孔隙率为40%。
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对本实施例提供的多孔隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
本发明将正极、负极、电解液和本实施例得到的多孔隔膜进行组装,得到锂离子电池。经测试,本实施例得到的锂离子电池具有较好的循环性能。
比较例1
本发明按照上述技术方案对市售的聚丙烯隔膜(购自东航光电科技有限公司)进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚丙烯隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚丙烯隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚丙烯隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
比较例2
本发明按照上述技术方案对市售的聚酰亚胺无纺布隔膜(购自江西先材纳米科技有限公司)进行透气率的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚酰亚胺无纺布隔膜进行拉伸强度的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚酰亚胺无纺布隔膜进行耐热性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据;
本发明按照上述技术方案对市售的聚酰亚胺无纺布隔膜进行保液性的测试,结果如表1所示,表1为本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据。
表1本发明实施例1~11得到的多孔隔膜和比较例1~2提供的隔膜的性能数据
由表1可以看出,本发明实施例1~11提供的多孔隔膜的保液率最高为45%,远大于比较例1~2提供的隔膜的保液率,说明本发明实施例1~11提供的多孔隔膜的表面能较高,具有良好的保液性,使本发明提供的多孔隔膜能够与电解液有更好的相互作用,具有良好的润湿性,从而使锂离子电池的循环性能得到提高。
由表1可以看出,本发明实施例1~11提供的多孔隔膜透气率最大为1.1,最小仅有0.25,均低于比较例1和比较例2,说明本发明实施例1~11提供的多孔隔膜透气率小,孔壁的曲率大,不容易造成锂离子电池的微短路、自放电和漏液;本发明实施例1~11提供的多孔隔膜在180℃的热收缩率为0,说明本发明实施例1~11提供的多孔隔膜耐热性好,在高温下能够保持稳定的尺寸,避免因隔膜变形使电池正负极接触而引发的短路。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种多孔隔膜,由耐热型聚合物制成,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的多孔隔膜,其特征在于,所述多孔隔膜的Gurley值为50~400sec·100mL-1。
3.根据权利要求1所述的多孔隔膜,其特征在于,所述多孔隔膜的表面孔径为0.01~3μm;所述多孔隔膜的内部孔径为0.5~3μm;孔隙率为40~75%。
4.一种多孔隔膜的制备方法,包括以下步骤:
A)将耐热型聚合物溶解于有机溶剂中,得到铸膜液,所述耐热型聚合物包括聚磷腈、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰胺和聚丙烯腈中的一种或几种;
B)将所述步骤A)得到的铸膜液挤出,得到液态前体膜;
C)将所述步骤B)得到的液态前体膜浸入非溶剂中进行固化,得到固态前体膜;
D)将所述步骤C)得到的固态前体膜进行干燥处理,得到多孔隔膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A)中的有机溶剂选自二苯醚、N-甲基吡咯烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正辛酯、液体石蜡、聚乙烯乙二醇和环丁砜等中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A)中得到的铸膜液的固含量为15%~50%。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A)中溶解于有机溶剂的物质还包括第一交联剂,所述第一交联剂为含羟基和/或羧基的有机化合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A)中所述耐热型聚合物与所述第一交联剂的质量比为1:(0.01~0.5)。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤C)和步骤D)之间,还包括以下步骤:
将所述步骤C)得到的固态前体膜吸附引发剂,所述引发剂为乙酰丙酮基金属化合物。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤C)和吸附引发剂步骤之间,还包括以下步骤:
将聚烯烃膜和所述步骤C)得到的固态前体膜叠加在一起,进行辊压复合。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述聚烯烃膜包括聚烯烃和第二交联剂,所述聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述聚烯烃与所述第二交联剂的质量比为1:(0.01~0.5)。
13.根据权利要求4~12任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤C)中非溶剂为水、乙醇、正己烷、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
14.根据权利要求4~12任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤D)中干燥处理包括以下步骤:
将所述步骤C)得到的固态前体膜在20~30℃下放置1~4小时;然后在35~45℃下放置1~4小时;最后在55~65℃下放置1~24小时,得到多孔隔膜。
15.一种锂离子电池,包括正极、负极、隔膜和电解液,其特征在于,所述隔膜为权利要求1~3任意一项所述的多孔隔膜或权利要求4~14任意一项所述的制备方法得到的多孔隔膜。
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