CN205406613U - 一种软陶瓷锂离子电池隔膜 - Google Patents
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Abstract
一种软陶瓷锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜基层，所述聚烯烃微孔膜基层的上表面和/或下表面覆设软陶瓷层。本实用新型采用软陶瓷层勃姆石颗粒与聚烯烃微孔膜基层复合成软陶瓷锂离子电池隔膜，具有硬度低、生产过程污染小且热稳性高的优势，非常适合用于锂离子电池隔膜。
Description
技术领域
本实用新型属于聚烯烃多微孔膜技术领域，具体涉及一种软陶瓷锂离子电池隔膜。
背景技术
锂离子电池与其他的传统电池相比较，锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、重量轻、无记忆效应、循环寿命长和无污染等优点，因此得到了广泛的研究和应用，并已经成为各类电子产品的主力电源。
隔膜在锂离子电池中的作用是将正负极隔离开来，防止发生短路，同时保证锂离子能够自由的通过，从而使电池产生电流。鉴于隔膜所具有的不导电但又允许离子通过的特性，使得隔膜在锂电池安全性上起着至关重要的作用。
目前市场上主流的隔膜产品是以PP、PE等聚烯烃材料为基材的单层、双层甚至三层复合膜，具有机械强度高、技术成熟、成本低廉、微孔分布均匀的特点，但是上述聚烯烃材料的熔点低，受热后容易收缩甚至熔融。而隔膜收缩及熔融后，锂电池的正负极将直接接触，导致锂电池短路，从而使锂电池燃烧甚至爆炸。而随着锂电池行业的发展，高能量密度、高循环性能、大电流充放电成为锂电池的发展方向，因而对锂电池安全性的要求也越来越高。为了满足上述要求，必须提供一种耐高温隔膜，提升锂电池在高温下的安全性。
为了保证锂电池的安全性，隔膜行业目前采用的方案之一是在聚烯烃隔膜表面涂覆无机陶瓷层。由于无机陶瓷层具有很好的热稳定性，从而抑制隔膜在高温时的热收缩；同时，无机陶瓷层具有较高的机械强度，降低了锂电池枝晶、金属碎屑、集流体毛刺穿刺隔膜造成锂电池短路的几率，从而提高了锂电池的安全性。但目前所用的无机材料通常为氧化铝颗粒，而氧化铝硬度太高，其莫氏硬度为9，在生产、分切、卷绕时对机械设备磨损大；同时也增加了在锂电池中引入铁离子的几率，对锂电池的容量、循环性能造成影响。
因此，有必要开发一种既满足锂电池安全性需要、又不影响锂电池性能，硬度低的软陶瓷隔膜。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种硬度低、生产过程污染小、热稳性高的软陶瓷锂离子电池隔膜。
基于上述目的，本实用新型采取如下技术方案：一种软陶瓷锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜基层，所述聚烯烃微孔膜基层的上表面和/或下表面覆设软陶瓷层，所述软陶瓷层为勃姆石颗粒层。
所述勃姆石的莫氏硬度为3.0～3.5。
所述软陶瓷层的厚度为1～10μm；所述聚烯烃微孔膜的厚度为9～60μm，孔隙率为30～60%。
所述的聚烯烃微孔膜为PP、PE单层隔膜或PP/PE双层或PE/PP/PE三层复合膜。
本发明的软陶瓷锂离子电池隔膜的水接触角为20～50°，孔隙率为30～55%，摩擦系数为0.1～0.5。
与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：本实用新型采用软陶瓷层勃姆石颗粒与聚烯烃微孔膜基层复合成软陶瓷锂离子电池隔膜，安全性好、不影响锂电池性能，且具有硬度低、生产过程污染小且热稳性高的优势，非常适合在锂离子电池隔膜中应用。
附图说明
图1为软陶瓷隔膜结构示意图，其中1为聚烯烃微孔膜，2为软陶瓷层。
具体实施方式
如图1所示的一种软陶瓷锂电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜基层（PE单层隔膜）1，聚烯烃微孔膜基层1的上表面和下表面覆设软陶瓷层2，软陶瓷层2为勃姆石颗粒层。
其中，PE微孔膜的厚度为12μm，孔隙率为42%，上表面和下表面的软陶瓷层2的厚度均为2μm。
对实施例1所制得的软陶瓷锂电池隔膜进行测试，结果表明，其水接触角为26°，摩擦系数为0.32，孔隙率为41%。
在其他实施例中，可以选择勃姆石的莫氏硬度为3.0～3.5；软陶瓷层的厚度为1～10μm；聚烯烃微孔膜的厚度为9～60μm，孔隙率为30～60%；聚烯烃微孔膜为PP、PE单层隔膜或PP/PE双层及PE/PP/PE三层复合膜。
在其他实施例中，好可选择聚烯烃微孔膜基层1的上表面和/或下表面覆设软陶瓷层2。
本实用新型的软陶瓷锂电池隔膜的水接触角为20～50°，孔隙率为30～55%，摩擦系数为0.1～0.5，适合应用于锂电池隔膜中。
Claims (4)
1.一种软陶瓷锂离子电池隔膜，其特征在于：包括聚烯烃微孔膜基层，所述聚烯烃微孔膜基层的上表面和/或下表面覆设软陶瓷层，所述软陶瓷层为勃姆石颗粒层。
2.根据权利要求1所述的软陶瓷锂离子电池隔膜，其特征在于：所述勃姆石的莫氏硬度为3.0～3.5。
3.根据权利要求1或2所述的软陶瓷锂离子电池隔膜，其特征在于：所述软陶瓷层的厚度为1～10μm；所述聚烯烃微孔膜的厚度为9～60μm，孔隙率为30～60%。
4.根据权利要求3所述的软陶瓷锂离子电池隔膜，其特征在于：所述的聚烯烃微孔膜为PP、PE单层隔膜或PP/PE双层或PE/PP/PE三层复合膜。
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|---|---|---|---|---|
| CN107123766A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-09-01 | 浙江谜蝶新材料有限公司 | 一种锂离子电池用隔膜及其制备方法 |
| US11769929B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-09-26 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separator for electrochemical device and electrochemical device containing same |
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