CN206401407U - 一种锂电池专用复合隔膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池专用复合隔膜，属于锂电池技术领域，具有提高高温下抗收缩能力的优点，其技术方案如下，包括基础膜，基础膜两侧面均依次设有硫酸钡涂层、阻燃层、有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层、环氧基防腐蚀耐磨涂层，阻燃层上设有若干个凹槽。

Description

一种锂电池专用复合隔膜

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池专用复合隔膜。

背景技术

随着现代科技的不断进步，电子设备运用的十分普遍，目前的电子设备基本上通过锂电池进行存储电能，为电子设备进行供电，如：手机锂电池、平板锂电池、电动车锂电池，甚至是动力锂电池。

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一；隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用；隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路 , 此外还具有能使电解质离子通过的功能；隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响；电池的种类不同，采用的隔膜也不同；现有技术中的隔膜设计往往由于技术不够成熟，当锂电池长时间使用的情况下，锂电池内部的温度大幅度的上升，而目前的隔膜温度较高后均会产生收缩，从而导致隔膜丧失隔绝效果，导致锂电池容易产生短路，从而导致温度更加快速的上升，从而导致锂电池爆炸。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锂电池专用复合隔膜，其具有提高高温下抗收缩能力的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种锂电池专用复合隔膜，包括基础膜，所述基础膜两侧面均依次设有硫酸钡涂层、阻燃层、有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层、环氧基防腐蚀耐磨涂层，所述阻燃层上设有若干个凹槽。

通过采用上述技术方案，有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层，通过选用聚乙烯醇缩丁醛作为主要的成膜物质，并向体系中加入苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、蒸馏水、磷酸，通过溶胶或凝胶反应制得, 由于聚乙烯醇缩丁醛的分子结构和高效成膜性为涂层提供了优异的附着力与柔韧性；苯基三甲氧基硅烷的存在能进一步增加涂层的柔韧性与耐候性；涂层最终的附着力为0～1级，硬度为4H，基材翻折120～180°涂层不发生开裂，50～ 80℃下即可固化，从而便于有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层涂覆，在制造锂电池时能适应性的间隙翻折，保持涂层布开裂，由于具有较好的硬度，且附着力强，从而能在温度较高的情况下支撑基础膜，防止基础膜产生收缩，提高抗收缩能力，有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层涂覆的过程中会流入凹槽内，从而提高了有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层边缘抗收缩的能力。

进一步的，所述凹槽截面为弧形。

通过采用上述技术方案，弧形的凹槽有效的将阻燃层进行分隔，从而便于阻燃层产生弯曲，便于锂电池制造。

进一步的，所述基础膜为PEPP复合膜。

通过采用上述技术方案，PEPP复合膜由PE和PP复合而成，具有防潮性、耐热性、拉伸强度高、阻隔性强，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响。

进一步的，所述基础膜边缘设有半精炼石蜡层。

通过采用上述技术方案，半精炼石蜡层具有良好的防潮和绝缘性能，可塑性好，从而有效的对基础膜边缘进行防护，当基础膜小幅度收缩能半精炼石蜡层能弥补绝缘隔绝效果。

进一步的，所述阻燃层为氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层。

通过采用上述技术方案，氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层具有良好的防火阻燃作用，在电池内部产生明火时能有效的保护内部的基础膜。

进一步的，所述硫酸钡涂层厚度为4um。

通过采用上述技术方案，4um后的硫酸钡涂层具有较好的热稳定性、以及电化学性能，提高锂电池性能。

进一步的，所述环氧基防腐蚀耐磨涂层厚度为3um。

通过采用上述技术方案，3um厚度的环氧基防腐蚀耐磨涂层具有良好的防腐耐磨作用，有效的提高了对基础膜的保护效果。

进一步的，所述氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层厚度为3um。

通过采用上述技术方案，3um厚度的氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层防火阻燃作用，提高基础膜的防火效果。

进一步的，所述有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层为2um。

通过采用上述技术方案，2um厚度的有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层具有较好的强度，能有效的提高抗收缩能力。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、在温度较高的情况下，隔膜的收缩率小，有效的提高了锂电池的安全性；

2、隔膜具有较高的弯曲能力从而便于锂电池的制造；

3、隔膜具有隔热作用，从而减少了外界温度对普通膜的收缩影响。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型沿基础膜长度方向的剖视图。

图中，1、基础膜；2、硫酸钡涂层；3、氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层；4、有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层；5、环氧基防腐蚀耐磨涂层；6、凹槽；7、半精炼石蜡层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种锂电池专用复合隔膜，包括基础膜1，基础膜1为PEPP复合膜，PEPP复合膜通过干法单向拉伸工艺制成，干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，再高温退火获得高结晶度的取向薄膜，这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后在高温下使缺陷拉开，形成贯穿孔，电解液在基础膜1内进行流动，从而能有效的提高锂电池的性能。

PEPP复合膜两侧面均依次设有4um厚的硫酸钡涂层2、3um厚的氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层3、2um厚的有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4、3um厚的环氧基防腐蚀耐磨涂层5，PEPP复合膜侧面设有硫酸钡涂层2，硫酸钡涂层2具有较好的热稳定性、以及电化学性能，能提高热尺寸稳定性，提高对电解液的吸液率，降低界面阻抗，150度时PEPP复合膜的热收缩率低于3%，提高锂电池的循环次数，提高容量保持率，大大提高了锂电池的综合性能，从而在温度较高的情况下PEPP复合膜能基本保持原始的状态，避免产生短路的现象。

氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层3，氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层3由现有的氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂涂料涂成，由醇酸树脂、氰尿酸三聚氰胺、氧化聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、二氧化硅、异噻唑啉酮混合而成，具有阻燃性好、质量稳定、防刮蹭、防腐蚀、贮存时间长、安全性高的特点，有效的提高了阻燃防火的作用，且不会被电解液腐蚀，能长时间的保持特性，不会被电极磨损，有效的提高了使用寿命，从而减缓了热量传递到PEPP复合膜的时间，为外界的保护电路切断电路延长了反应的时间，提高了锂电池的安全性。

有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4，有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4由现有的有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂料涂成，通过选用聚乙烯醇缩丁醛作为主要的成膜物质，并向体系中加入苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、蒸馏水、磷酸，通过溶胶或凝胶反应制得, 由于聚乙烯醇缩丁醛的分子结构和高效成膜性为涂层提供了优异的附着力与柔韧性；苯基三甲氧基硅烷的存在能进一步增加涂层的柔韧性与耐候性；涂层最终的附着力为0～1级，硬度为4H，基材翻折120～180°涂层不发生开裂，50 ～ 80℃下即可固化，从而便于有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4涂覆，在制造锂电池时能适应性的间隙翻折，保持涂层布开裂，由于具有较好的硬度，且附着力强，从而能在温度较高的情况下支撑基础膜1，防止基础膜1产生收缩，提高抗收缩能力，有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4涂覆的过程中会流入凹槽6内，从而提高了有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层4边缘抗收缩的能力，与硫酸钡涂层2同时对PEPP复合膜起到支撑的作用，有效的减少了PEPP复合膜的热收缩率。

PEPP复合膜边缘设有半精炼石蜡层7，半精炼石蜡层7具有良好的防潮和绝缘性能，可塑性好，从而有效的对基础膜1边缘进行防护，当基础膜1小幅度收缩能半精炼石蜡层7能弥补绝缘隔绝效果。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种锂电池专用复合隔膜，包括基础膜(1)，其特征是：所述基础膜(1)两侧面均依次设有硫酸钡涂层(2)、阻燃层、有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层(4)、环氧基防腐蚀耐磨涂层(5)，所述阻燃层上设有若干个凹槽(6)。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述凹槽(6)截面为弧形。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述基础膜(1)为PEPP复合膜。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述基础膜(1)边缘设有半精炼石蜡层(7)。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述阻燃层为氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层(3)。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述硫酸钡涂层(2)厚度为4um。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述环氧基防腐蚀耐磨涂层(5)厚度为3um。

8.根据权利要求5所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层(3)厚度为3um。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述有机硅改性聚乙烯醇缩丁醛涂层(4)为2um。