CN108232092A - 隔膜、锂离子电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔膜、锂离子电池及其制造方法。上述的隔膜包括基材和热熔胶单元；热熔胶单元的数目为多个，多个热熔胶单元分布于基材的周缘，多个热熔胶单元均粘接于基材的周缘处。上述的隔膜、锂离子电池及其制造方法，正极片位于第一个隔膜与第二个隔膜之间，负极片位于第二个隔膜与第三个隔膜之间，相邻两个隔膜的热熔胶单元粘接固定于一起，使组装后的锂离子电池的三个隔膜相互粘接并牢固连接于一起，避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩，解决了隔膜在高温环境下容易收缩的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池的制造的技术领域，特别是涉及一种隔膜、锂离子电池及其制造方法。
背景技术
锂离子电池广泛应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、移动电源、电子烟、各种数码产品、电动工具、动力和储能等领域，使锂离子电池的应用范围较广且市场潜力较大。
传统的锂离子电池的隔膜在高温环境下容易收缩，若隔膜的收缩较严重则导致正极片与负极片相互接触，即锂离子电池的内部发生短路现象，这时锂离子电池的温度急剧上升甚至造成起火或爆炸的安全事故，使锂离子电池容易发热和燃烧，严重时甚至引起锂离子电池的爆炸事故的发生，即锂离子电池的使用寿命较低。
发明内容
基于此，有必要针对隔膜在高温环境下容易收缩以及锂离子电池的使用寿命较低的问题，提供一种隔膜、锂离子电池及其制造方法。
一种隔膜，包括：
基材；
热熔胶单元，所述热熔胶单元的数目为多个，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，多个所述热熔胶单元均粘接于所述基材的周缘处。
在其中一个实施例中，每个所述热熔胶单元的材料为热塑性弹性体，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能；此外，热塑性弹性体还具有比重较轻的特点，使隔膜的重量较轻。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能；此外，热塑性弹性体还具有优良的拉伸强度。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
在其中一个实施例中，相邻两个所述热熔胶单元之间存在间隙，节省了热熔胶单元的用量，同时可以保证隔膜具有较好的粘接强度。
在其中一个实施例中，多个所述热熔胶单元沿所述基材的周缘间隔分布，使相邻两个所述热熔胶单元之间的间隙相等，从而使相邻两个隔膜之间具有较好的粘接性，可以更好地避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩。
一种锂离子电池，包括正极片、负极片和上述任一实施例所述的隔膜，所述正极片、所述负极片和所述隔膜热熔固化设置，以形成所述锂离子电池，所述隔膜的数目至少为三个，三个所述隔膜的基材层叠设置，所述正极片设置于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片设置于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间。
一种锂离子电池的制造方法，用于制造上述的锂离子电池，所述制造方法包括：
提供所述正极片、所述负极片和所述隔膜的基材；
对所述正极片、所述负极片和所述基材进行定位，使所述正极片位于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片位于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间；
于每个所述隔膜的基材的周缘喷涂多个所述热熔胶单元；
分别固化多个所述热熔胶单元。
上述的隔膜、锂离子电池及其制造方法，隔膜包括基材和多个热熔胶单元，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，即多个热熔胶单元沿基材的周缘分布，多个热熔胶单元均粘接于基材的周缘处，这样形成制备锂离子电池的隔膜结构；在组装锂离子电池时，正极片和负极片之间可以采用上述的隔膜进行隔离封装，例如，采用三个隔膜进行隔离，即采用三层隔膜进行隔离，其中正极片位于第一个隔膜与第二个隔膜之间，负极片位于第二个隔膜与第三个隔膜之间，相邻两个隔膜的热熔胶单元粘接固定于一起，使组装后的锂离子电池的三个隔膜相互粘接并牢固连接于一起，避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩，解决了隔膜在高温环境下容易收缩的问题；由于锂离子电池在受热时正极片和负极片始终被隔膜隔离，解决了锂离子电池的内部发生短路的问题，使锂离子电池的使用寿命较高。
附图说明
图1为一实施例的隔膜的示意图；
图2为另一实施例的隔膜的示意图；
图3为采用图1所示隔膜组装而成的锂离子电池的示意图；
图4为采用图2所示隔膜组装而成的锂离子电池的示意图；
图5为采用一实施例的隔膜组成为锂离子电池的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对隔膜、锂离子电池及其制造方法进行更全面的描述。附图中给出了隔膜、锂离子电池及其制造方法的首选实施例。但是，隔膜、锂离子电池及其制造方法可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对隔膜、锂离子电池及其制造方法的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在隔膜、锂离子电池及其制造方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种隔膜包括基材和热熔胶单元；例如，所述热熔胶单元的数目为多个；例如，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘；例如，多个所述热熔胶单元均粘接于所述基材的周缘处。例如，一种隔膜包括基材和热熔胶单元；所述热熔胶单元的数目为多个，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，多个所述热熔胶单元均粘接于所述基材的周缘处。
如图1所示，一实施例的隔膜300包括基材310和热熔胶单元320；所述热熔胶单元的数目为多个，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘。多个所述热熔胶单元均粘接于所述基材的周缘处。隔膜包括基材和多个热熔胶单元，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，即多个热熔胶单元沿基材的周缘分布，多个热熔胶单元均粘接于基材的周缘处，这样形成制备锂离子电池的隔膜结构；在组装锂离子电池时，正极片和负极片之间可以采用上述的隔膜进行隔离封装，例如，采用三个隔膜进行隔离，即采用三层隔膜进行隔离，其中正极片位于第一个隔膜与第二个隔膜之间，负极片位于第二个隔膜与第三个隔膜之间，相邻两个隔膜的热熔胶单元粘接固定于一起，使组装后的锂离子电池的三个隔膜相互粘接并牢固连接于一起，避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩，解决了隔膜在高温环境下容易收缩的问题；由于锂离子电池在受热时正极片和负极片始终被隔膜隔离，解决了锂离子电池的内部发生短路的问题，使锂离子电池的使用寿命较高。
例如，基材的材料为聚丙烯或聚乙烯，使基材具有较好的机械强度和耐冲击性能。在本实施例中，基材的材料为聚丙烯。如图3所示，例如，隔膜还包括加强层330，加强层复合于基材上，使隔膜具有的应力强度。又如，加强层还通过多个热熔胶单元粘接于基材上，使加强层与基材牢固连接。例如，加强层为陶瓷层或涂胶层，使加强层具有一定的应力强度。例如，加强层的底面积与基材的底面积相等，使加强层与基材之间牢固连接。可以理解，在其他实施例中，加强层的底面积还可以小于基材的底面积，且加强层还通过焊接或胶接连接于基材上，使加强层较好地连接于基材上并能够较好地保护基材。
在其中一个实施例中，每个所述热熔胶单元的材料为热塑性弹性体，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能；此外，热塑性弹性体还具有比重较轻的特点，使隔膜的重量较轻。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能；此外，热塑性弹性体还具有优良的拉伸强度。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体为二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，使热熔胶单元具有较好的耐老化、耐高温性能、低温性能、电气绝缘性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
例如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物与二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物与二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。
例如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。又如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。例如，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的混合物，使热塑性弹性体同时具有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的性能。
在其中一个实施例中，相邻两个所述热熔胶单元之间存在间隙，节省了热熔胶单元的用量，同时可以保证隔膜具有较好的粘接强度。在其中一个实施例中，多个所述热熔胶单元沿所述基材的周缘间隔分布，使相邻两个所述热熔胶单元之间的间隙相等，从而使相邻两个隔膜之间具有较好的粘接性，可以更好地避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩。例如，相邻两个所述热熔胶单元之间的距离为1mm～10mm，在保证节省热熔胶单元的用量的同时使隔膜具有较好的粘接强度。又如，相邻两个所述热熔胶单元之间的距离为6mm，在保证节省热熔胶单元的用量的同时使隔膜具有较佳的粘接强度。
本发明还提供一种锂离子电池10。锂离子电池包括正极片100、负极片200和上述任一实施例所述的隔膜300，所述正极片、所述负极片和所述隔膜热熔固化设置，以形成所述锂离子电池。所述隔膜的数目至少为三个，三个所述隔膜的基材层叠设置，所述正极片设置于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片设置于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间。在本实施例中，所述隔膜的数目为三个。隔膜的数目不仅限于三个。在其他实施例中，隔膜的数目还可以为四个，使正极片和负极片之间被一个隔膜或两个隔膜隔开。
本发明还提供一种锂离子电池的制造方法。制造方法用于制造上述的锂离子电池。所述制造方法包括：
S101，提供所述正极片、所述负极片和所述隔膜的基材。
S103，对所述正极片、所述负极片和所述基材进行定位，使所述正极片位于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片位于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间。例如，对所述正极片、所述负极片和所述基材进行定位的步骤S103具体为：通过机械手对所述正极片、所述负极片和所述基材进行定位。
S105，于每个所述隔膜的基材的周缘喷涂多个所述热熔胶单元。例如，于每个所述隔膜的基材的周缘喷涂多个所述热熔胶单元的步骤S105具体为：于每个所述隔膜的基材的周缘进行不连续地喷涂多个热熔胶单元，使基材的周缘具有一定的粘接强度且所用的热熔胶单元较少。例如，多个热熔胶单元沿每个隔膜的基材的周缘间隔分布，使相邻两个隔膜之间具有较好的粘接性，可以更好地避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩。例如，相邻两个所述热熔胶单元之间的距离为1mm～10mm，在保证节省热熔胶单元的用量的同时使隔膜具有较好的粘接强度。又如，相邻两个所述热熔胶单元之间的距离为6mm，在保证节省热熔胶单元的用量的同时使隔膜具有较佳的粘接强度。例如，于每个所述隔膜的基材的周缘以1s/个至3s/个的速度喷涂热熔胶单元，使隔膜的基材的粘接强度较好且保证隔膜的制造所需的时间较短。又如，于每个所述隔膜的基材的周缘以1.5s/个的速度喷涂热熔胶单元，使隔膜的基材的粘接强度较佳且保证隔膜的制造所需的时间较短。
S107，分别固化多个所述热熔胶单元。例如，分别固化多个所述热熔胶单元的步骤具体为：通过加热箱分别固化多个所述热熔胶单元，使每个热熔胶单元快速固化成型。例如，加热箱的加热温度为30摄氏度～45摄氏度，使热熔胶单元的固化效果较好。又如，加热箱的加热温度为32摄氏度。例如，加热箱的加热时间为9min～15min，使热熔胶单元的固化效果较好。又如，加热箱的加热时间为11min，使热熔胶单元的固化效果较好。
上述的隔膜、锂离子电池及其制造方法，隔膜包括基材和多个热熔胶单元，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，即多个热熔胶单元沿基材的周缘分布，多个热熔胶单元均粘接于基材的周缘处，这样形成制备锂离子电池的隔膜结构；在组装锂离子电池时，正极片和负极片之间可以采用上述的隔膜进行隔离封装，例如，采用三个隔膜进行隔离，即采用三层隔膜进行隔离，其中正极片位于第一个隔膜与第二个隔膜之间，负极片位于第二个隔膜与第三个隔膜之间，相邻两个隔膜的热熔胶单元粘接固定于一起，使组装后的锂离子电池的三个隔膜相互粘接并牢固连接于一起，避免隔膜在高温环境下受热过程中自由地收缩，解决了隔膜在高温环境下容易收缩的问题；由于锂离子电池在受热时正极片和负极片始终被隔膜隔离，解决了锂离子电池的内部发生短路的问题，使锂离子电池的使用寿命较高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种隔膜，其特征在于，包括：
基材；
热熔胶单元，所述热熔胶单元的数目为多个，多个所述热熔胶单元分布于所述基材的周缘，多个所述热熔胶单元均粘接于所述基材的周缘处。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，每个所述热熔胶单元的材料为热塑性弹性体。
3.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
5.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述热塑性弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
6.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述热塑性弹性体为二化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
7.根据权利要求2所述的隔膜，其特征在于，相邻两个所述热熔胶单元之间存在间隙。
8.根据权利要求7所述的隔膜，其特征在于，多个所述热熔胶单元沿所述基材的周缘间隔分布，使相邻两个所述热熔胶单元之间的间隙相等。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片和权利要求1至8中任一项所述的隔膜，所述正极片、所述负极片和所述隔膜热熔固化设置，以形成所述锂离子电池，所述隔膜的数目至少为三个，三个所述隔膜的基材层叠设置，所述正极片设置于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片设置于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间。
10.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，用于制造权利要求9所述的锂离子电池，所述制造方法包括：
提供所述正极片、所述负极片和所述隔膜的基材；
对所述正极片、所述负极片和所述基材进行定位，使所述正极片位于第一个所述隔膜的基材与第二个所述隔膜的基材之间，所述负极片位于第二个所述隔膜的基材与第三个所述隔膜的基材之间；
于每个所述隔膜的基材的周缘喷涂多个所述热熔胶单元；
分别固化多个所述热熔胶单元。
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- 2017-12-26 CN CN201711437589.1A patent/CN108232092A/zh active Pending
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