CN105374969A - 一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法 - Google Patents

一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法，锂电池隔膜包括上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜。制造方法包括如下步骤：在上层隔膜或下层隔膜的其中一面涂刷陶瓷浆料层；在陶瓷浆料层上对应贴合下层隔膜或上层隔膜；将贴合有上层隔膜及下层隔膜的陶瓷浆料层烘干。本发明在陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜，使隔膜厚度增加，陶瓷浆料层被夹在内层，大大增加隔膜的安全性，大幅度降低锂电池制造过程和使用过程中产生的短路现象，改善特别是动力型锂电池的自放电现象。

Description

一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法
技术领域
本发明属于锂电池制造领域，具体地说，涉及一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法。
背景技术
锂电池的四大关键材料为正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。隔膜的主要功能是隔离正负极并阻止电子穿过，同时能允许离子通过，从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池安全性能的好坏。隔膜越薄、孔隙率越高，电池的内阻越小，高倍率放电性能就越好。
锂电池隔膜是一种多孔型塑料薄膜，包括织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜及碾压膜等几类。由于聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，目前商品化的锂电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯(PE)单层膜、聚丙烯(PP)单层膜，以及PP/PE/PP三层复合膜。
隔膜的微孔结构对电池安全性能至关重要，当电池在过度充电或温度过高的情况下，隔膜会关闭孔隙，在电池内部形成断路，限制电流升高，防止温度进一步升高。现有的PP隔膜闭孔温度较高，同时熔断温度也很高；PE隔膜的闭孔温度和熔断温度都较低。熔断温度是指在此温度或以上，隔膜完全融化收缩，电极内部短路产生高温，造成电池解体甚至爆炸。因此，锂电池的安全性通常要求具有较低的闭孔温度和较高的熔断温度。多层复合膜的应用结合了二者的优点，PE在两层PP之间可以起到熔断保险丝的作用，但是，PP/PE/PP三层复合膜中，PP与PE之间贴合度较差，容易脱落。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供了一种带夹层锂电池隔膜、锂电池及锂电池隔膜制造方法，具有良好安全性能，降低短路现象。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种带夹层锂电池隔膜，包括：上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜。
在其中一优选方案中，陶瓷浆料层的厚度为1～4微米。
在其中一优选方案中，上层隔膜为PP膜或PE膜。
在其中一优选方案中，下层隔膜为PP膜或PE膜。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种锂电池，包括锂电池隔膜，锂电池隔膜包括：上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜。
根据本发明的第三方面，本发明提供一种带夹层锂电池隔膜的制造方法，包括如下步骤：
在上层隔膜或下层隔膜的其中一面涂刷陶瓷浆料层；
在陶瓷浆料层上对应贴合下层隔膜或上层隔膜；
将贴合有上层隔膜及下层隔膜的陶瓷浆料层烘干。
在其中一优选方案中，涂刷的陶瓷浆料层的厚度为1～4微米。
在其中一优选方案中，上层隔膜为PP膜或PE膜。
在其中一优选方案中，下层隔膜为PP膜或PE膜。
在其中一优选方案中，烘干温度为80～100摄氏度。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)在陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜，使隔膜厚度增加，并且因为陶瓷浆料层被夹在内层，大大增加隔膜的安全性，大幅度降低锂电池制造过程和使用过程中产生的短路现象，改善特别是动力型锂电池的自放电现象。
2)本发明的锂电池隔膜，其制造过程不用改变现有生产线设备，但使用本发明锂电池隔膜的锂电池更加优质，安全性更加可靠。
3)本发明的锂电池隔膜，即使在电池使用过程中因电解液浸泡粘合性变弱，也不会影响电池产品的性能。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中锂电池隔膜的结构图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
请参考图1，本实施例首先提供一种带夹层锂电池隔膜，带夹层锂电池隔膜结构包括：上层隔膜2、下层隔膜3及陶瓷浆料层1；陶瓷浆料层1两面分别贴合上层隔膜2及下层隔膜3。本实施例中，上层隔膜2与下层隔膜3可以选用相同的膜体，如二者都为PP膜，或二者都为PE膜，或者，上层隔膜2与下层隔膜3选用不同的膜体，如上层隔膜2为PP膜，下层隔膜3则为PE膜，或者，上层隔膜2为PE膜，下层隔膜3则为PP膜，再或者，上层隔膜2及下层隔膜3还可以选用织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜及碾压膜等。
在其中一优选实施例中，陶瓷浆料层1的厚度为1～4微米。上层隔膜与下层隔膜的厚度不作具体限定。
在其中一优选实施例中，上层隔膜2为PP膜或PE膜。优选地，上层隔膜的厚度为5～10微米。
在其中一优选实施例中，下层隔膜3为PP膜或PE膜。优选地，下层隔膜厚度为5～12微米。
带夹层锂电池隔膜中，上层隔膜的厚度及下层隔膜的厚度均大于陶瓷浆料层的厚度，上层隔膜的厚度及下层隔膜的厚度可以相同，也可以不同，如：上层隔膜的厚度、陶瓷浆料层的厚度以及下层隔膜的厚度依次采用如下设置：(1)上层隔膜厚度为7微米，陶瓷浆料层厚度为3微米，下层隔膜厚度为7微米；(2)上层隔膜厚度为9微米，陶瓷浆料层厚度为2微米，下层隔膜厚度为9微米；(3)上层隔膜厚度为6微米，陶瓷浆料层厚度为2微米，下层隔膜厚度为12微米。
PP膜闭孔温度较高，同时熔断温度也很高；PE膜的闭孔温度和熔断温度都较低，根据上述特点，在最优实施例中，上层隔膜为PP膜时，下层隔膜则选用PE膜，若上层隔膜为PE膜时，下层隔膜则选用PP膜，这样，通过陶瓷浆料层的粘合，一方面，可以防止上层隔膜与下层隔膜脱落，另一方面，由于一般的粘合剂容易造成隔膜闭孔，或者影响隔膜的透气性，而陶瓷浆料层具有良好的透气性能，使隔膜透气性不受影响，锂电池安全性增高；第三方面，最优实施例中还结合PP膜及PE膜各自的优点，使锂电池隔膜的性能发挥到最优。
本实施例还提供一种锂电池，包括锂电池隔膜，锂电池隔膜包括：上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜。锂电池隔膜具体结构与上述实施例相同，这里不再赘述。
另外，本实施例还提供一种带夹层锂电池隔膜的制造方法，包括如下步骤：
在上层隔膜或下层隔膜的其中一面涂刷陶瓷浆料层；
在陶瓷浆料层上对应贴合下层隔膜或上层隔膜；
将贴合有上层隔膜及下层隔膜的陶瓷浆料层烘干。
在其中一优选实施例中，涂刷的陶瓷浆料层的厚度为1～4微米。
在其中一优选实施例中，上层隔膜为PP膜或PE膜。
在其中一优选实施例中，下层隔膜为PP膜或PE膜。
在其中一优选实施例中，烘干温度为80～100摄氏度。
根据与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)在陶瓷浆料层两面分别贴合上层隔膜及下层隔膜，使隔膜厚度增加，并且因为陶瓷浆料层被夹在内层，大大增加隔膜的安全性，大幅度降低锂电池制造过程和使用过程中产生的短路现象，改善特别是动力型锂电池的自放电现象。
2)本发明的锂电池隔膜，其制造过程不用改变现有生产线设备，但使用本发明锂电池隔膜的锂电池更加优质，安全性更加可靠。
3)本发明的锂电池隔膜，即使在电池使用过程中因电解液浸泡粘合性变弱，也不会影响电池产品的性能。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于，包括：上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；所述陶瓷浆料层两面分别贴合所述上层隔膜及所述下层隔膜。
2.根据权利要求1所述的带夹层锂电池隔膜，其特征在于，所述陶瓷浆料层的厚度为1～4微米。
3.根据权利要求1所述的带夹层锂电池隔膜，其特征在于，所述上层隔膜为PP膜或PE膜。
4.根据权利要求1-3任一所述的带夹层锂电池隔膜，其特征在于，所述下层隔膜为PP膜或PE膜。
5.一种锂电池，包括锂电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜包括：上层隔膜、下层隔膜及陶瓷浆料层；所述陶瓷浆料层两面分别贴合所述上层隔膜及所述下层隔膜。
6.一种带夹层锂电池隔膜的制造方法，包括如下步骤：
在上层隔膜或下层隔膜的其中一面涂刷陶瓷浆料层；
在所述陶瓷浆料层上对应贴合下层隔膜或上层隔膜；
将贴合有所述上层隔膜及所述下层隔膜的陶瓷浆料层烘干。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：涂刷的所述陶瓷浆料层的厚度为1～4微米。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述上层隔膜为PP膜或PE膜。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述下层隔膜为PP膜或PE膜。
10.根据权利要求6-9任一所述的制造方法，其特征在于：烘干温度为80～100摄氏度。
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