CN107134555A - 一种复合耐高温隔膜 - Google Patents

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Abstract

一种复合耐高温隔膜，用于锂离子电池隔膜制造。为芳纶静电纺丝层与低熔点树脂基膜层粘接在一起的复合结构；芳纶静电纺丝层静电纺丝前配置芳纶溶液，芳纶溶液经静电纺丝成芳纶静电纺丝层，芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液份数比为1：100—10：100，溶剂占芳纶溶液的份数比为70：10—97：10，助溶剂、分散剂占芳纶溶液的份数比为1：100—10：100，芳纶溶液中含有胶粘剂，成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100，芳纶静电纺丝层经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；低熔点树脂基膜层为聚乙烯或聚丙烯或聚丁烯。本发明工艺简单，利于环保，耐高温性较好，孔隙率及安全等级较高。

Description

一种复合耐高温隔膜
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种将芳纶静电纺丝层与低熔点树脂基膜层复合而成的隔膜。
背景技术
传统锂离子电池的隔膜大多以聚烯烃为主，如聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜，具有较高孔隙率、低电阻、耐撕裂、抗酸碱性、良好的弹性等性能，但是该类隔膜熔点低，特别是抗热收缩性较差，使锂离子电池存在很大的安全隐患。为了增加隔膜的耐高温性，目前出现了聚酯涂布陶瓷隔膜、聚乙烯涂布陶瓷隔膜等，但是聚酯涂布陶瓷隔膜的基膜为聚酯无纺布，孔径分布不均匀，且考虑到力学性能，该类隔膜厚度较厚，影响电池的体积空间；聚乙烯涂布陶瓷隔膜，质量重，陶瓷粉易掉落，润湿性不好，在涂陶瓷层的过程中，会影响隔膜的孔隙率，增加锂电池内阻。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种复合耐高温隔膜，将芳纶静电纺丝层与低熔点树脂基膜层复合，以提高锂离子电池隔膜的耐高温、安全等级、润湿性及循环倍率。
为实现上述发明目的，本发明为芳纶静电纺丝层与低熔点树脂基膜层组合在一起的复合结构。
所述芳纶静电纺丝层为骨架层，在静电纺丝前配置芳纶溶液，芳纶溶液经静电纺丝成芳纶静电纺丝层；所述芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液的份数比为1:100—10:100，溶剂占芳纶溶液的份数比为70:100—97:100，助溶剂、分散剂占芳纶溶液的份数比为1:100—10:100，芳纶溶液中含有胶粘剂，成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100；所述芳纶静电纺丝层经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；所述芳纶静电纺丝层的厚度为1-6微米；所述芳纶静电纺丝层在250℃时，收缩率低于2%；
所述低熔点树脂基膜层为芳纶静电纺丝层的接收层，为聚乙烯或聚丙烯或聚丁烯；所述低熔点树脂基膜层厚度为10-20微米。
所述芳纶静电纺丝层与低熔点树脂基膜层以粘结剂作为复合媒介粘结在一起。
所述溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
所述助溶剂为聚丙烯醇、聚丙烯酸盐、氯甲烷中的一种或几种；所述分散剂为氯化聚乙烯粉末，所述助溶剂、分散剂的质量比为20:1。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）工艺简单，利于环保：芳纶静电纺丝层自然成孔，无需添加高沸点成孔剂，也不用乳化剂和无机离子成孔剂。
（2）耐高温性较好：芳纶静电纺丝层在250℃时，收缩率较低，在高温时可起到支撑作用。
（3）孔隙率较高，隔膜润湿性好，循环倍率高：芳纶静电纺丝层厚度在1-6微米之间，润湿性较好，与低熔点树脂基膜层复合时不影响孔隙率。
（4）安全等级高：低熔点树脂基膜层可起到高温闭孔的作用，提高了锂电池的安全系数。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
具体实施方式
如图1所示，本复合耐高温隔膜为芳纶静电纺丝层1与低熔点树脂基膜层2粘结在一起的复合结构。
实施例1：
芳纶静电纺丝层1为骨架层，在静电纺丝前需要配置芳纶溶液，芳纶静电纺丝层1经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液的份数比为1.5：100，二甲基乙酰胺DMAC溶剂占芳纶溶液的份数比为92：100，聚丙烯醇助溶剂、氯化聚乙烯粉末分散剂占芳纶溶液的份数比为4.5：100，其中，助溶剂、分散剂的质量比为20:1，芳纶溶液中的胶粘剂成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100；芳纶静电纺丝层1自然成孔不用添加高沸点成孔剂，也不用乳化剂和无机离子成孔剂，工艺简单，环保；芳纶静电纺丝层1的孔隙率较高，厚度为6微米，润湿性较好，与低熔点树脂基膜层2复合时不影响孔隙率；芳纶静电纺丝层1作为骨架，在250℃时，收缩率较低，低于2%，在高温时可起到支撑作用。
低熔点树脂基膜层2为聚乙烯，是芳纶静电纺丝层1的接收层，低熔点树脂基膜层2厚度为11微米。低熔点树脂基膜层2可起到高温闭孔的作用，增加锂离子电池的安全系数。
实施例2：
芳纶静电纺丝层1为骨架层，在静电纺丝前需要配置芳纶溶液，芳纶静电纺丝层1经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液的份数比为5：100，二甲基甲酰胺DMF溶剂占芳纶溶液的份数比为88：100，聚丙烯酸盐助溶剂、氯化聚乙烯粉末分散剂占芳纶溶液的份数比为5：100，其中，助溶剂、分散剂的质量比为20:1，芳纶溶液中的胶粘剂成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100；芳纶静电纺丝层1自然成孔不用添加高沸点成孔剂，也不用乳化剂和无机离子成孔剂，工艺简单，环保；芳纶静电纺丝层1的孔隙率较高，厚度为2微米，润湿性较好，与低熔点树脂基膜层2复合时不影响孔隙率；芳纶静电纺丝层1作为骨架，在250℃时，收缩率较低，低于2%，在高温时可起到支撑作用。
低熔点树脂基膜层2为聚丙烯，是芳纶静电纺丝层1的接收层，低熔点树脂基膜层2厚度为13微米。低熔点树脂基膜层2可起到高温闭孔的作用，增加锂离子电池的安全系数。
实施例3：
芳纶静电纺丝层1为骨架层，在静电纺丝前需要配置芳纶溶液，芳纶静电纺丝层1经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液的份数比为10：100，二甲基乙酰胺DMAC溶剂占芳纶溶液的份数比为80：100，氯甲烷助溶剂、氯化聚乙烯粉末分散剂占芳纶溶液的份数比为8：100，其中，助溶剂、分散剂的质量比为20:1，芳纶溶液中的胶粘剂成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100；芳纶静电纺丝层1自然成孔不用添加高沸点成孔剂，也不用乳化剂和无机离子成孔剂，工艺简单，环保；芳纶静电纺丝层1的孔隙率较高，厚度为3微米，润湿性较好，与低熔点树脂基膜层2复合时不影响孔隙率；芳纶静电纺丝层1作为骨架，在250℃时，收缩率较低，低于2%，在高温时可起到支撑作用。
低熔点树脂基膜层2为聚丁烯，是芳纶静电纺丝层1的接收层，低熔点树脂基膜层2厚度为11微米。低熔点树脂基膜层2可起到高温闭孔的作用，增加锂离子电池的安全系数。

Claims (5)

1.一种复合耐高温隔膜，其特征在于：该隔膜为芳纶静电纺丝层（1）与低熔点树脂基膜层（2）组合在一起的复合结构。
2.根权利要求1所述的一种复合耐高温隔膜，其特征在于：
所述芳纶静电纺丝层（1）为骨架层，在静电纺丝前配置芳纶溶液，芳纶溶液经静电纺丝成芳纶静电纺丝层（1）；所述芳纶溶液中的芳纶纤维占芳纶溶液的份数比为1:100—10:100，溶剂占芳纶溶液的份数比为70:100—97:100，助溶剂、分散剂占芳纶溶液的份数比为1:100—10:100，芳纶溶液中含有胶粘剂，成分为吡咯烷酮与酯类聚合物，胶粘剂成分占芳纶溶液份数比为2：100；所述芳纶静电纺丝层（1）经静电纺丝自然交织，形成网状结构，自然成孔；所述芳纶静电纺丝层（1）的厚度为1-6微米；所述芳纶静电纺丝层（1）在250℃时，收缩率低于2%；
所述低熔点树脂基膜层（2）为芳纶静电纺丝层（1）的接收层，为聚乙烯或聚丙烯或聚丁烯；所述低熔点树脂基膜层（2）厚度为10-20微米。
3.根据权利要求1所述的一种复合耐高温隔膜，其特征在于：所述芳纶静电纺丝层（1）与低熔点树脂基膜层（2）以粘结剂作为复合媒介粘结在一起。
4.根据权利要求1所述的一种复合耐高温隔膜，其特征在于：所述溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种复合耐高温隔膜，其特征在于：所述助溶剂为聚丙烯醇、聚丙烯酸盐、氯甲烷中的一种或几种；所述分散剂为氯化聚乙烯粉末，所述助溶剂、分散剂的质量比为20:1。
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