CN206422130U - 一种锂电池专用陶瓷隔膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池专用陶瓷隔膜，属于锂电池技术领域，具有提高锂电池防火性能的优点，其技术方案如下，包括基础膜，所述基础膜两侧面设均有陶瓷材料层，其中一层所述陶瓷材料层表面设有丙烯腈改性聚醚涂层，另一层所述陶瓷材料层表面设有纳米氧化镁耐高温阻燃涂层，所述基础膜边缘设有氯化石蜡层。

Description

一种锂电池专用陶瓷隔膜

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陶瓷隔膜。

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，锂电池在耐高温方面存在很大的不足，尤其是隔膜的防火性能不够，隔膜容易产生燃烧，常常导致锂电池爆炸的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锂电池专用陶瓷隔膜，其具有提高锂电池防火性能的优点。

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：一种锂电池专用陶瓷隔膜，包括基础膜，所述基础膜两侧面设均有陶瓷材料层，其中一层所述陶瓷材料层表面设有丙烯腈改性聚醚涂层，另一层所述陶瓷材料层表面设有纳米氧化镁耐高温阻燃涂层，所述基础膜边缘设有氯化石蜡层。

通过采用上述技术方案，丙烯腈改性聚醚涂层与纳米氧化镁耐高温阻燃涂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，从而有效的防止火焰沿着基础膜进行蔓延，从而使内部不会产生大面积的明火，从而锂电池不会持续的产生较大的热膨胀效果，从而有效的防止锂电池产生火灾甚至爆炸，提高了使用时的安全性，氯化石蜡层有效的使基础膜的燃烧性降低，提高基础膜的阻燃效果，从而使基础膜能全方位的提高阻燃防火的效果，有效的提高了锂电池的使用安全性。

进一步的，所述丙烯腈改性聚醚涂层由丙烯腈改性聚醚涂料均匀涂覆而成。

通过采用上述技术方案，丙烯腈改性聚醚涂层涂覆均匀，有效的保证各个位置的防火阻燃效果相同，提高防火阻燃作用，减少资源的浪费。

进一步的，所述丙烯腈改性聚醚涂层为4um。

通过采用上述技术方案，4um的丙烯腈改性聚醚涂层能有效的保证阻燃效果，且使用寿命以及大于锂电池的使用寿命，从而减少资源的浪费。

进一步的，所述纳米氧化镁耐高温阻燃涂层由纳米氧化镁耐高温阻燃涂料均匀涂覆而成。

通过采用上述技术方案，纳米氧化镁耐高温阻燃涂层涂覆均匀，有效的保证各个位置的防火阻燃效果相同，提高防火阻燃作用，减少资源的浪费。

进一步的，所述纳米氧化镁耐高温阻燃涂层厚度为6um。

通过采用上述技术方案，6um的纳米氧化镁耐高温阻燃涂层能有效的保证阻燃效果，且使用寿命以及大于锂电池的使用寿命，从而减少资源的浪费。

进一步的，所述基础膜为PE膜。

通过采用上述技术方案，PE膜具有防潮性、耐热性、拉伸强度高、阻隔性强。

进一步的，所述基础膜上均布有若干个贯穿孔。

通过采用上述技术方案，贯穿孔能有效的提高了锂电池内部的电解液的流动性，提高锂电池的性能。

进一步的，所述贯穿孔倾斜设置。

通过采用上述技术方案，电解液在基础膜内进行倾斜的流动，从而减少对其他涂层的冲击，提高了其他涂层的使用寿命。

进一步的，所述陶瓷材料层为氧化铝层。

通过采用上述技术方案，化铝涂层具有优异的耐高温性，在180摄氏度以上还能保持隔膜完整形态，氧化铝涂层可中和电解液中游离的HF，提升电池耐酸性，安全性提高。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、具有良好的防火阻燃效果，减少锂电池燃烧爆炸的产生；

2、阻燃层使用寿命长，有效的长时间保持阻燃效果；

3、锂电池综合性能高，使用效果好，安全性高。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的剖视图。

图中，1、基础膜；11、贯穿孔；2、氧化铝层；3、丙烯腈改性聚醚涂层；4、纳米氧化镁耐高温阻燃涂层；5、氯化石蜡层。

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。

一种锂电池专用陶瓷隔膜，包括基础膜1，基础膜1为PE膜，PE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PE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，形成倾斜状的贯穿孔11，电解液在基础膜1内进行倾斜的流动，从而减少对氧化铝层2、丙烯腈改性聚醚涂层3、纳米氧化镁耐高温阻燃涂层4的冲击，从而提高了氧化铝层2、丙烯腈改性聚醚涂层3、纳米氧化镁耐高温阻燃涂层4的使用寿命，保持较好防火阻燃的效果，增长了对阻燃保护时效。

PE膜两侧面设均有陶瓷材料层，陶瓷材料层为氧化铝层2，三氧化二铝作为一种无机物，具有很高的热稳定性及化学惰性，是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择，粒径均匀性，能很好的粘接到隔膜上，又不会堵塞隔膜孔径；氧化铝纯度高，不能引入杂质，影响电池内部环境；氧化铝晶型结构的要求，保证氧化铝对电解液的相容性及浸润性；氧化铝涂层具有优异的耐高温性，在180摄氏度以上还能保持隔膜完整形态；氧化铝涂层可中和电解液中游离的HF，提升电池耐酸性，安全性提高；纳米氧化铝在锂电池中可形成固溶体，提高倍率性和循环性能；纳米氧化铝粉末具有良好的吸液及保液能力；保持了聚烯烃隔膜的闭孔特性，避免热失控引起安全隐患；氧化铝涂层增加微孔曲折度，自放电低于普通隔膜；降低了循环过程中的机械微短路，有效提升循环寿命，总体具有耐高温性、高安全性、高倍率性、良好的浸润性、独特的自关断特性、低自放电率、循环寿命长。

其中一层陶瓷材料层表面由现有的丙烯腈改性聚醚涂料均匀涂覆成4um的丙烯腈改性聚醚涂层3，丙烯腈改性聚醚涂料的主要原料有丙烯腈改性聚醚、三聚氰胺改性聚醚、自聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐、可膨胀石墨、钛酸铝、二乙基次磷酸铝、硼酸锌、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯以及扩链剂混合组成，丙烯腈改性聚醚、自聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐、可膨胀石墨、钛酸铝、二乙基次磷酸铝、硼酸锌均有较好的阻燃作用，有效的提高了丙烯腈改性聚醚涂层3的阻燃效果，提高了对PE膜的保护效果。

另一层陶瓷材料层表面由现有的纳米氧化镁耐高温阻燃涂料均匀涂覆成6um的纳米氧化镁耐高温阻燃涂层4，纳米氧化镁耐高温阻燃涂料由硅丙乳液、氟硅橡胶、丙二醇苯醚、六偏磷酸钠、硅酸钙、二月桂酸二丁基锡、纳米氧化镁混合而成，其具有优秀的耐高温特性，可使用在-80℃-1100℃的物体表面，有效的提高了对PE膜的隔热阻燃效果。

PE膜边缘设有氯化石蜡层5，氯化石蜡为粘稠液体，不燃、不爆炸、挥发性极微，PE膜的降低燃烧性有效的提高PE膜边缘的阻燃效果。

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)

1.一种锂电池专用陶瓷隔膜，包括基础膜(1)，所述基础膜(1)两侧面设均有陶瓷材料层，其特征是：其中一层所述陶瓷材料层表面设有丙烯腈改性聚醚涂层(3)，另一层所述陶瓷材料层表面设有纳米氧化镁耐高温阻燃涂层(4)，所述基础膜(1)边缘设有氯化石蜡层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述丙烯腈改性聚醚涂层(3)由丙烯腈改性聚醚涂料均匀涂覆而成。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述丙烯腈改性聚醚涂层(3)为4um。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述纳米氧化镁耐高温阻燃涂层(4)由纳米氧化镁耐高温阻燃涂料均匀涂覆而成。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述纳米氧化镁耐高温阻燃涂层(4)厚度为6um。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述基础膜(1)为PE膜。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述基础膜(1)上均布有若干个贯穿孔(11)。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述贯穿孔(11)倾斜设置。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池专用陶瓷隔膜，其特征是：所述陶瓷材料层为氧化铝层(2)。