CN210379222U

CN210379222U - 一种用于锂电池的耐高温隔膜

Info

Publication number: CN210379222U
Application number: CN201921690410.8U
Authority: CN
Inventors: 王振华; 郭安
Original assignee: Suzhou Huaqian Shidai New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Huaqian Shidai New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-11

Abstract

本实用新型公开了一种用于锂电池的耐高温隔膜，包括隔膜本体；所述隔膜本体包括依次层叠设置的基层隔膜和表层隔膜；所述表层隔膜的底部开设有对接槽，所述基层隔膜的顶部固定有卡柱，所述对接槽和卡柱相互配合；所述基层隔膜和表层隔膜之间夹持有有机聚合物纳米纤维层；所述有机聚合物纳米纤维层由纳米纤维卷绕构成卷绕圈，所述有机聚合物纳米纤维层的横截面为矩形；基层隔膜包括相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区；所述耐高温区的顶部涂布有呈板状的陶瓷涂层，陶瓷涂层内填充有硅酸盐系颗粒。其能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小，更耐高温；使得锂电池在实际的使用过程中寿命更长，且更加稳定安全。

Description

一种用于锂电池的耐高温隔膜

技术领域

本实用新型涉及锂电池隔膜，具体涉及一种用于锂电池的耐高温隔膜。

背景技术

锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。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。目前市场上现有的锂电池隔膜的耐高温性能和热稳定性很差，锂电池内的隔膜在受到高温时易出现热膨胀的现象，从而影响电池的正常使用。

因此，急需设计一种新的用于锂电池的耐高温隔膜，其能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小，更耐高温；使得锂电池在实际的使用过程中寿命更长，且更加稳定安全。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于锂电池的耐高温隔膜，其能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小，更耐高温；使得锂电池在实际的使用过程中寿命更长，且更加稳定安全。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于锂电池的耐高温隔膜，包括耐高温的隔膜本体；所述隔膜本体包括依次层叠设置的基层隔膜和表层隔膜；所述表层隔膜的底部开设有对接槽，所述基层隔膜的顶部固定有卡柱，所述对接槽和所述卡柱均为圆柱形，所述对接槽和所述卡柱相互配合；所述基层隔膜和所述表层隔膜之间夹持有有机聚合物纳米纤维层，所述有机聚合物纳米纤维层的厚度为5μm～15μm；所述有机聚合物纳米纤维层由单根纳米纤维进行卷绕构成卷绕圈，卷绕式的所述有机聚合物纳米纤维层的横截面为矩形；所述单根纳米纤维上包覆有用于防止隔膜发生热膨胀现象的聚烯烃涂层；所述基层隔膜包括由下而上相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区；所述耐高温区的顶部涂布有呈板状的用于增加隔膜耐高温能力和耐腐蚀能力的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层内填充有硅酸盐系颗粒；所述陶瓷涂层的厚度为2μm。

作为优选的，所述耐高温区和所述高孔隙率透气区之间设置有连接部，所述连接部内填充有用于增加锂电池隔膜抗击穿性能的蜂窝状无机粒子。

作为优选的，所述高孔隙率透气区内间隔开设有用于增加电池隔膜透气性能的隙孔，所述隙孔的直径为0.1μm，相邻两个所述隙孔之间的间距为0.1μm～1μm。

作为优选的，所述表层隔膜上粘结有由丙烯酸酯聚合物制成的无机涂层，所述表层隔膜的顶部设置有用于增加锂电池隔膜透气性能的透气微孔，所述透气微孔的直径小于水蒸气分子的直径。

作为优选的，所述表层隔膜由芳纶纤维和聚合纤维编织而成；其中聚合纤维采用硬质空心的隔热记忆纤维制成，所述聚合纤维的外侧壁上涂覆有用于抗菌的银离子有机溶剂，所述聚合纤维被两根芳纶纤维分别从上方和下方同时缠绕，所述芳纶纤维密布成布匹结构将聚合纤维完全包裹起来。

作为优选的，所述聚合纤维包括由外而内依次连接的纤维内层和纤维外层，所述纤维外层与所述纤维内层之间沿纤维内层的径向方向间隔分布有多个柔性阻燃凝珠；所述纤维内层中间填充有能够起到耐高温作用的连接丝线。

作为优选的，所述表层隔膜的厚度为3μm～20μm；所述表层隔膜中芳纶纤维的直径为所述聚合纤维直径的三分之一。

作为优选的，耐高温的所述隔膜本体的厚度为8μm～20μm。

作为优选的，耐高温的所述隔膜本体的底部和顶部均涂布有提高隔膜耐高温性能的聚偏氟乙烯涂层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的隔膜本体包括层叠设置的基层隔膜和表层隔膜，并且在基层隔膜和表层隔膜之间夹持有机聚合物纳米纤维层；能够使得锂电池隔膜内部的结构更加丰富，层次更加分明，锂电池隔膜的使用寿命更长。

2、本实用新型通过在有机聚合物纳米纤维层中增加聚烯烃涂层，能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小；有机聚合物纳米纤维层由纳米纤维进行卷绕构成卷绕圈，能够增加锂电池隔膜的透气性能；锂电池在实际的使用过程中更加稳定安全。

3、本实用新型通过在基层隔膜内设置由下而上相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区，使得锂电池隔膜的耐热性能更加好，锂电池在使用时性能也更加稳定。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为表层隔膜的组织结构示意图；

图3为基层隔膜的内部结构示意图。

其中，1-透气微孔，2-表层隔膜，3-有机聚合物纳米纤维层，4-卡柱，5-基层隔膜，21-纤维内层，22-柔性阻燃凝珠，23-纤维外层，24-芳纶纤维，31-高孔隙率透气区，32-隙孔，33-蜂窝状无机粒子，34-陶瓷涂层，35-硅酸盐系颗粒，36-植绒，37-连接部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参照图1～图3所示，本实用新型公开了一种用于锂电池的耐高温隔膜，包括：

耐高温的隔膜本体。

耐高温隔膜本体的厚度为8μm～20μm。耐高温隔膜本体的底部和顶部均涂布有提高隔膜耐高温性能的聚偏氟乙烯涂层。

上述隔膜本体包括依次层叠设置的基层隔膜5和表层隔膜2。上述表层隔膜2的底部开设有对接槽，基层隔膜5的顶部固定有卡柱4，对接槽和卡柱4均为圆柱形，对接槽和卡柱4相互配合，将基层隔膜5和表层隔膜2相互连接起来。

通过设置基层隔膜5和表层隔膜2，能够使得锂电池隔膜内部的结构更加丰富，层次更加分明，锂电池隔膜的使用寿命更长。

上述基层隔膜5和表层隔膜2之间夹持有有机聚合物纳米纤维层3，有机聚合物纳米纤维层3的厚度为5μm～15μm。上述厚度适中的有机聚合物纳米纤维层3能够显著改善隔膜的热稳定性和机械性能。上述有机聚合物纳米纤维层3由单根纳米纤维进行卷绕构成卷绕圈，卷绕式的有机聚合物纳米纤维层3的横截面为矩形。在单根纳米纤维上包覆有聚烯烃涂层。上述聚烯烃涂层能够用于防止隔膜发生热膨胀现象。

通过在有机聚合物纳米纤维层3中增加聚烯烃涂层，能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小；有机聚合物纳米纤维层3由纳米纤维进行卷绕构成卷绕圈，能够增加锂电池隔膜的透气性能；锂电池在实际的使用过程中更加稳定安全。

上述基层隔膜5包括由下而上相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区31。上述耐高温区的顶部涂布有呈板状的用于增加隔膜耐高温能力和耐腐蚀能力的陶瓷涂层34，陶瓷涂层34内填充有硅酸盐系颗粒35。上述陶瓷涂层34的厚度为2μm。相邻两个板状的陶瓷涂层之间设置有植绒36，上述植绒36部位与锂电池内的电解液亲和性好，使得电池的性能也更加好。

上述耐高温区和高孔隙率透气区31之间设置有连接部37，在连接部37内填充有蜂窝状无机粒子33。上述蜂窝状的无机粒子能够增加锂电池隔膜的抗击穿性能。通过在基层隔膜5内设置由下而上相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区31，使得锂电池隔膜的耐热性能更加好，锂电池在使用时性能也更加稳定。

上述高孔隙率透气区31内间隔开设有隙孔32，上述隙孔32能够用于增加电池隔膜透气性能。隙孔32的直径为0.1μm，相邻两个隙孔32之间的间距为0.1μm～1μm。

上述表层隔膜2上粘结有由丙烯酸酯聚合物制成的无机涂层，上述表层隔膜2的顶部设置有透气微孔1，上述透气微孔1的直径小于水蒸气分子的直径。上述透气微孔1能够用于增加锂电池隔膜的透气性能。

上述表层隔膜2由芳纶纤维24和聚合纤维编织而成。上述表层隔膜2的厚度为3μm～20μm，表层隔膜2中芳纶纤维24的直径为所述聚合纤维直径的三分之一。其中聚合纤维采用硬质空心的隔热记忆纤维制成，在聚合纤维的外侧壁上涂覆有用于抗菌的银离子有机溶剂，聚合纤维被两根芳纶纤维24分别从上方和下方同时缠绕，芳纶纤维24密布成布匹结构将聚合纤维完全包裹起来。上述聚合纤维包括由外而内依次连接的纤维内层21和纤维外层23，纤维外层23与纤维内层21之间沿纤维内层21的径向方向间隔分布有多个柔性阻燃凝珠22；纤维内层21中间填充有能够起到耐高温作用的连接丝线。上述表层隔膜2的耐热性能很好，锂电池在使用时也更加的安全稳定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，包括：

耐高温的隔膜本体；

所述隔膜本体包括依次层叠设置的基层隔膜和表层隔膜；所述表层隔膜的底部开设有对接槽，所述基层隔膜的顶部固定有卡柱，所述对接槽和所述卡柱均为圆柱形，所述对接槽和所述卡柱相互配合；

所述基层隔膜和所述表层隔膜之间夹持有有机聚合物纳米纤维层，所述有机聚合物纳米纤维层的厚度为5μm～15μm；所述有机聚合物纳米纤维层由单根纳米纤维进行卷绕构成卷绕圈，卷绕式的所述有机聚合物纳米纤维层的横截面为矩形；所述单根纳米纤维上包覆有用于防止隔膜发生热膨胀现象的聚烯烃涂层；

所述基层隔膜包括由下而上相互连接的耐高温区和高孔隙率透气区；所述耐高温区的顶部涂布有呈板状的用于增加隔膜耐高温能力和耐腐蚀能力的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层内填充有硅酸盐系颗粒；所述陶瓷涂层的厚度为2μm。

2.如权利要求1所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述耐高温区和所述高孔隙率透气区之间设置有连接部，所述连接部内填充有用于增加锂电池隔膜抗击穿性能的蜂窝状无机粒子。

3.如权利要求2所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述高孔隙率透气区内间隔开设有用于增加电池隔膜透气性能的隙孔，所述隙孔的直径为0.1μm，相邻两个所述隙孔之间的间距为0.1μm～1μm。

4.如权利要求3所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述表层隔膜上粘结有由丙烯酸酯聚合物制成的无机涂层，所述表层隔膜的顶部设置有用于增加锂电池隔膜透气性能的透气微孔，所述透气微孔的直径小于水蒸气分子的直径。

5.如权利要求4所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述表层隔膜由芳纶纤维和聚合纤维编织而成；其中聚合纤维采用硬质空心的隔热记忆纤维制成，所述聚合纤维的外侧壁上涂覆有用于抗菌的银离子有机溶剂，所述聚合纤维被两根芳纶纤维分别从上方和下方同时缠绕，所述芳纶纤维密布成布匹结构将聚合纤维完全包裹起来。

6.如权利要求5所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述聚合纤维包括由外而内依次连接的纤维内层和纤维外层，所述纤维外层与所述纤维内层之间沿纤维内层的径向方向间隔分布有多个柔性阻燃凝珠；所述纤维内层中间填充有能够起到耐高温作用的连接丝线。

7.如权利要求6所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，所述表层隔膜的厚度为3μm～20μm；所述表层隔膜中芳纶纤维的直径为所述聚合纤维直径的三分之一。

8.如权利要求1所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，耐高温的所述隔膜本体的厚度为8μm～20μm。

9.如权利要求8所述的用于锂电池的耐高温隔膜，其特征在于，耐高温的所述隔膜本体的底部和顶部均涂布有提高隔膜耐高温性能的聚偏氟乙烯涂层。