CN206650119U - 一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，属于锂电池技术领域，具有较好的耐磨损效果，提高性能的优点，其技术方案如下，包括基础膜，所述基础膜两侧面均设有陶瓷材料层，所述陶瓷材料层远离基础膜侧面均设有耐磨层，所述耐磨靠近陶瓷材料层一侧设有长度方向沿基础膜长度方向设置的凹槽，所述凹槽内设有若干个与陶瓷材料层连接的支柱，所述耐磨层为硼酸锌改性酚醛树脂涂层。

Description

一种提高密闭效果的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，特别涉及一种提高密闭效果的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；现有技术中的锂电池正、负极的设计往往由于技术不够成熟，常常会出锂电池爆炸的问题，其主要原因是锂电池在制造的过程中隔膜受到较大的磨损，导致外侧的陶瓷材料层损害，从而影响基础膜在高温下的密闭效果，从而容易导致短路，且影响电解液在正常状态下的流动效果，影响电池性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其具有较好的耐磨损效果，提高性能的优点。

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：一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，包括基础膜，所述基础膜两侧面均设有陶瓷材料层，所述陶瓷材料层远离基础膜侧面均设有耐磨层，所述耐磨靠近陶瓷材料层一侧设有长度方向沿基础膜长度方向设置的凹槽，所述凹槽内设有若干个与陶瓷材料层连接的支柱，所述耐磨层为硼酸锌改性酚醛树脂涂层。

通过采用上述技术方案，硼酸锌改性酚醛树脂涂层具有较好的耐磨效果，从而有效的提高了陶瓷材料层外表面的抗磨损性能，从而有效的减少了陶瓷材料层再隔膜安装的过程中受到较多的正、负级片的磨损，提高了使用寿命，且设置了沿基础膜长度方向设置的凹槽和在凹槽内的支柱，电解液通过穿透隔膜进入凹槽内进行流动，与外界电解液进行隔绝流动，形成的长距离的电解液内部专用流动通道，凹槽能有效的提高了电解液的流动效果，减少了与基础膜的距离，减少的电解液穿透的阻碍，便于电解液进行高速全方位的流动，从而提高了电池的性能，支柱能有效的支撑起凹槽，防止凹槽受压变形，从而便于电解液流动，进一步提高了电池的性能，减少流动阻力，从而减少了隔膜的磨损。

进一步的，所述硼酸锌改性酚醛树脂涂层由硼酸锌改性酚醛树脂耐磨涂料涂覆两道而成。

通过采用上述技术方案，通过两次涂覆形成硼酸锌改性酚醛树脂涂层，从而有效的提高了涂覆效果，提高使用寿命。

进一步的，所述基础膜为PEPP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，所述陶瓷材料层为氧化锆涂层。

通过采用上述技术方案，氧化锆涂层在高温条件下具有较高的氧离子电导率,优良的机械性能以及氧化还原良好的稳定性。

进一步的，所述基础膜厚度为5um。

通过采用上述技术方案，较厚的基础膜能有效电池在高温情况下的自封闭效果，提高电池的性能。

进一步的，所述陶瓷材料层厚度为4um。

通过采用上述技术方案，较厚的氧化锆涂层在高温条件下具有较高的氧离子电导率,优良的机械性能以及氧化还原良好的稳定性。

进一步的，所述耐磨层厚度为5um。

通过采用上述技术方案，较厚的耐磨层有效的提高耐磨效果，防止磨损较大直接磨损到内部，有效的提高使用寿命。

进一步的，所述凹槽的高度为2um。

通过采用上述技术方案，较大比例高度的凹槽能有效的提高了电解液的流动空间，便于电解液进行流动，防止堵塞。

进一步的，所述耐磨层上设与凹槽相通的通孔。

通过采用上述技术方案，从而在耐磨层外以及凹槽内的电解液在流动的过程中能进行相互交换，从而便于电解液进行流动，提高流动效果，进而提高电池性能。

进一步的，所述通孔倾斜设置。

通过采用上述技术方案，通孔倾斜设置，从而流动的电解液流入通孔时流动的方向变化的较少，从而使电解液流动更加的顺畅。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、提高隔膜表面的耐摩擦效果，有效的保证了隔膜的使用效果；

2、有效的提高了隔膜的使用寿命；

3、安装后便于电解液穿透隔膜，提高电解液的流动性。

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；2、陶瓷材料层；3、耐磨层；31、支柱；32、通孔；4、凹槽。

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。

一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，包括基础膜1，基础膜1厚度为5um的PEPP膜，PEPP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，且大厚度的PEPP膜具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，PEPP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，形成的供电解液流动的缝隙，提高锂电池的电化学性能。

基础膜1两侧面均设有陶瓷材料层2，陶瓷材料层2为现有的氧化锆涂层，其厚度为4um，较厚的氧化锆涂层，具有较高的强度、断裂韧性以及良好的耐磨损性。

氧化锆具有下述特点：氧化锆具有优异的热学和力学性能，它的线胀系数高，接近金属基质，为9@10-6~1115@10-6/K；

氧化锆涂层的热导率在一个很宽的温度范围内变化很小；

热导率的值也较小，尤其在高温1000e时，它的热导率数值是所有致密陶瓷材料中最低，在气孔和裂纹存在的情况下，热导率值通常在018~117W/m1k之间；

弹性模量为~50GPa，从而保证了它具有很高的缓解应力的性能，有相对较低的密度~614kg/m3，有利于获得高性能的涂层，而不会引起器件重量的较大变化；

硬度达~14GPa，从而使该材料具有良好的抗腐蚀性；

熔点高达2700e，保证了它在高温下应用时更稳定。

氧化锆本身存在3种相态：低温单斜、中温四方和高温立方相，其中，低温单斜和中温四方相之间的相变，会导致3%~5%左右的体积变化,常常导致微裂纹的产生,有利于材料韧性的提高。

陶瓷材料层2远离基础膜1侧面均设有厚度为5um的耐磨层3，耐磨靠近陶瓷材料层2一侧设有长度方向沿基础膜1长度方向设置有高度为2um的凹槽4，凹槽4内设有若干个与陶瓷材料层2连接的支柱31，耐磨层3为硼酸锌改性酚醛树脂涂层，硼酸锌改性酚醛树脂涂层具有较好的耐磨效果，从而有效的提高了陶瓷材料层2外表面的抗磨损性能，从而有效的减少了陶瓷材料层2再隔膜安装的过程中受到较多的正、负级片的磨损，提高了使用寿命，且设置了沿基础膜1长度方向设置的凹槽4和在凹槽4内的支柱31，电解液通过穿透隔膜进入凹槽4内进行流动，与外界电解液进行隔绝流动，形成的长距离的电解液内部专用流动通道，凹槽4能有效的提高了电解液的流动效果，减少了与基础膜1的距离，减少的电解液穿透的阻碍，便于电解液进行高速全方位的流动，从而提高了电池的性能，支柱31能有效的支撑起凹槽4，防止凹槽4受压变形，从而便于电解液流动，进一步提高了电池的性能，减少流动阻力，从而减少了隔膜的磨损。

硼酸锌改性酚醛树脂涂层由硼酸锌改性酚醛树脂耐磨涂料涂覆两道而成，第一道涂覆的硼酸锌改性酚醛树脂涂层主要便于凹槽4成型，第二道硼酸锌改性酚醛树脂涂层将第一道硼酸锌改性酚醛树脂涂层进行弥补提高整体耐磨效果。

硼酸锌改性酚醛树脂涂层由现有的硼酸锌改性酚醛树脂耐磨涂料涂覆两道而成，其原料按重量份包括：硼酸锌改性酚醛树脂20-35份，有机硅改性聚酯树脂15-22份，二氧化硅溶胶8-11份，羧甲基纤维素钠2-5份，甲苯13-17份，乙苯8-15份，石墨粉6-9份，对二甲苯10-15份，醋酸乙酯7-12份，2-(2-乙基丁氧基)乙醇5-8份，异丙醇3-7份，其中羧甲基纤维素钠的pH值为6.7-8.4，取代度为0.3-0.6，耐磨性能优异，成本较低，使用寿命长，硼酸锌改性酚醛树脂涂层具有较好的耐磨效果，从而有效的提高了陶瓷材料层22外表面的抗磨损性能，从而有效的减少了陶瓷材料层22再隔膜安装的过程中受到较多的正、负级片的磨损，提高了使用寿命，且本身具有较好的耐高温效果，有效的防止电池使用时内部温度过高而导致隔膜损坏，从而有效的提高防护作用。

耐磨层3上设与凹槽4相通，且倾斜设置的通孔32，电解液在耐磨层3与正、负极片之间的空隙流动，从而流动的电解液流入通孔32时流动的方向变化的较少，从而使电解液流动更加的顺畅，有效的保证了电解液的穿透效果，从而有效的提高了电池的性能。

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 (10)

1.一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，包括基础膜(1)，所述基础膜(1)两侧面均设有陶瓷材料层(2)，其特征是：所述陶瓷材料层(2)远离基础膜(1)侧面均设有耐磨层(3)，所述耐磨靠近陶瓷材料层(2)一侧设有长度方向沿基础膜(1)长度方向设置的凹槽(4)，所述凹槽(4)内设有若干个与陶瓷材料层(2)连接的支柱(31)，所述耐磨层(3)为硼酸锌改性酚醛树脂涂层。

2.根据权利要求1所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述硼酸锌改性酚醛树脂涂层由硼酸锌改性酚醛树脂耐磨涂料涂覆两道而成。

3.根据权利要求1所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述基础膜(1)为PEPP膜。

4.根据权利要求1所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述陶瓷材料层(2)为氧化锆涂层。

5.根据权利要求4所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述基础膜(1)厚度为5um。

6.根据权利要求5所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述陶瓷材料层(2)厚度为4um。

7.根据权利要求6所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述耐磨层(3)厚度为5um。

8.根据权利要求7所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述凹槽(4)的高度为2um。

9.根据权利要求1所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述耐磨层(3)上设与凹槽(4)相通的通孔(32)。

10.根据权利要求9所述的一种提高密闭效果的锂电池专用复合隔膜，其特征是：所述通孔(32)倾斜设置。