CN105514321A - 一种锂离子电池高效能隔膜材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池高效能隔膜材料及其制备方法，所述隔膜材料包括丙烯酸酯树脂、聚烯烃和氟膜材料，其制备方法为：步骤1：取丙烯酸酯树脂、聚烯烃与氟膜材料共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：230-270℃；步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料，本发明与现有技术相比，该隔膜材料可有效提高隔膜材料的破膜温度和降低隔膜闭孔温度，隔膜可有效提高电解液的浸润性，在电池应用过程中，可有效提高电池内锂离子在正负极间的传输能力，提高电池容量。

Description

一种锂离子电池高效能隔膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜生产领域，特别涉及一种锂离子电池高效能隔膜材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜、外封装材料五大材料组成。其中隔膜材料作为锂离子电池的重要组成部分之一，一直备受关注，隔膜是置于电池正负极之间的多微孔薄膜，其主要功能是分隔锂电池正负极，避免短路，同时为锂离子提供自由通道，实现闭合回路。另外，锂离子电池隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能膜材料，要求其不与锂电池体系内电解液等其它相关材料发生化学反应而影响隔膜材料性能下降及电解液组成变化而导致电池性能下降，因此隔膜材料质量的优劣直接影响到锂电池的电流容量、循环寿命等关键性能指标。
随着锂离子电池应用领域的飞速发展，市场对锂离子电池的性能提出了更加严格的要求，电池厂商对电池隔膜的要求也越来越高。锂电池隔膜需具备以下特性：1、厚度均匀适中且兼顾机械强度和电池内阻；2、良好的透过性和微孔均匀度；3、较强的吸液保液能力；4、良好的化学稳定性和电化学稳定性以及热稳定性；5、较高的安全性能、良好的热自闭孔效应。而目前锂离子电池隔膜的技术和生产方法相对落后，破膜温度较低而闭孔温度高，隔膜浸润性较差，同时对应的电池容量也较小。
发明内容
发明目的：本发明为解决上述问题，提供了一种锂离子电池高效能隔膜材料及其制备方法，该隔膜材料具有较高的破膜温度和较低的闭孔温度，隔膜浸润性强，是一种性能优异的隔膜材料。
技术方案：一种锂离子电池高效能隔膜材料，所述隔膜材料包括丙烯酸酯树脂、聚烯烃和氟膜材料。
作为本发明的一种优选方案，所述氟膜材料为聚三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟烯烃/乙烯基醚共聚树脂、端羟基全氟聚醚树脂、聚全氟代乙丙烯、聚氟乙烯、偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物、三氟氯乙烯与乙烯共聚物、四氟乙烯与乙烯共聚物、偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物中的一种或两种以上组合。
作为本发明的一种优选方案，所述丙烯酸酯树脂在隔膜材料中的质量比为3-30％。
作为本发明的一种优选方案，所述聚烯烃在隔膜材料中的质量比为3-30％。
作为本发明的一种优选方案，所述隔膜材料的厚度为10μm-80μm。
一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取丙烯酸酯树脂、聚烯烃与氟膜材料共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：230-270℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
有益效果：本发明与现有技术相比，该隔膜材料可有效提高隔膜材料的破膜温度和降低隔膜闭孔温度，隔膜可有效提高电解液的浸润性，在电池应用过程中，可有效提高电池内锂离子在正负极间的传输能力，提高电池容量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1
一种锂离子电池高效能隔膜材料，所述隔膜材料包括含量为3％的丙烯酸酯树脂、含量为3％聚烯烃和含量为94％的聚三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的混合物，得到的隔膜材料的厚度为25μm。
一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取所述隔膜材料包括3％的丙烯酸酯树脂、3％聚烯烃和94％的聚三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的混合物共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：230℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
本实施例制得的隔膜闭孔温度为130℃，破膜温度在260℃，吸液率为270％。
实施例2
一种锂离子电池高效能隔膜材料，所述隔膜材料包括含量为10％的丙烯酸酯树脂、含量为15％的聚烯烃以及含量为75％的聚全氟代乙丙烯、聚氟乙烯、偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物的混合物，得到的隔膜材料的厚度为30μm。
一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：10％丙烯酸酯树脂、15％聚烯烃以及75％的聚全氟代乙丙烯、聚氟乙烯、偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物的混合物共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：250℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
本实施例制得的隔膜的闭孔温度为130℃，破膜温度在270℃，吸液率为290％。
实施例3
一种锂离子电池高效能隔膜材料，所述隔膜材料包括含量为20％的丙烯酸酯树脂、含量为25％的聚烯烃和含量为55％的偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物的混合物，得到的隔膜材料的厚度为35μm。
一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取20％丙烯酸酯树脂、25％聚烯烃和偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物的混合物共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：270℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
本实施例制得的闭孔温度为145℃，破膜温度在280℃以上，吸液率为340％。
实施例4
一种锂离子电池高效能隔膜材料，所述隔膜材料包括含量为30％的丙烯酸酯树脂、含量为30％的聚烯烃和含量为40％的四氟乙烯、偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、氟烯烃/乙烯基醚共聚树脂的混合物，得到的隔膜材料的厚度为45μm。
一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：包括30％丙烯酸酯树脂、30％聚烯烃和四氟乙烯、偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、氟烯烃/乙烯基醚共聚树脂的混合物共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：230-270℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
本实施例制得的隔膜闭孔温度为150℃，破膜温度在300℃，吸液率为350％。
从实施例1-4可以看出，本发明生产的隔膜材料闭孔温度低、破膜温度高，高温热收率低及吸液率高，安全性能好，电池应用的容量大。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池高效能隔膜材料，其特征在于，所述隔膜材料包括丙烯酸酯树脂、聚烯烃和氟膜材料。
2.根据权利要求1中所述的锂离子电池高效能隔膜材料，其特征在于，所述氟膜材料为聚三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟烯烃/乙烯基醚共聚树脂、端羟基全氟聚醚树脂、聚全氟代乙丙烯、聚氟乙烯、偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物、三氟氯乙烯与乙烯共聚物、四氟乙烯与乙烯共聚物、偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物、四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物中的一种或两种以上组合。
3.根据权利要求1中所述的锂离子电池高效能隔膜材料，其特征在于，所述丙烯酸酯树脂在隔膜材料中的质量比为3-30％。
4.根据权利要求1中所述的锂离子电池高效能隔膜材料，其特征在于，所述聚烯烃在隔膜材料中的质量比为3-30％。
5.根据权利要求1中所述的锂离子电池高效能隔膜材料，其特征在于，所述隔膜材料的厚度为10μm-80μm。
6.一种锂离子电池高效能隔膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：取丙烯酸酯树脂、聚烯烃与氟膜材料共混、熔融、挤出、拉伸吹膜得到基膜，熔融共挤温度为：230-270℃；
步骤2：将步骤1中得到的材料在空气环境中进行等离子处理得到隔膜材料。
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