[go: up one dir, main page]

CN102394282B - 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法 - Google Patents

一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102394282B
CN102394282B CN201110382570.8A CN201110382570A CN102394282B CN 102394282 B CN102394282 B CN 102394282B CN 201110382570 A CN201110382570 A CN 201110382570A CN 102394282 B CN102394282 B CN 102394282B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
lithium ion
porous multilayer
barrier film
mentioned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110382570.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102394282A (zh
Inventor
王松钊
王辉
蔡朝辉
吴耀根
廖凯明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Huiqiang New Energy Material Technology Co ltd
Original Assignee
Foshan Jinhui Hi-Tech Photoelectric Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Jinhui Hi-Tech Photoelectric Material Co Ltd filed Critical Foshan Jinhui Hi-Tech Photoelectric Material Co Ltd
Priority to CN201110382570.8A priority Critical patent/CN102394282B/zh
Publication of CN102394282A publication Critical patent/CN102394282A/zh
Priority to PCT/CN2012/080782 priority patent/WO2013075524A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102394282B publication Critical patent/CN102394282B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/18—Homopolymers or copolymers of nitriles
    • C08J2333/20—Homopolymers or copolymers of acrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法，其包括聚烯烃多孔膜和至少一层涂布在聚烯烃多孔膜上的耐热涂布层，其中耐热涂布层由耐热性树脂和无机绝缘粒子组成，耐热性树脂和无机绝缘粒子的重量比为1:0.5-5；通过制备涂布液、涂布、拉伸、定型等工艺得到的多孔多层隔膜涂层具有优良的耐热性能，耐热涂层同样为具有多微孔结构的膜层，膜层具有足够高的孔隙率及耐热温度，即使在聚烯烃多微孔基膜发生熔融破膜的情况下，涂层依然能够保持其完整性，阻隔电池电极的直接接触，从而保障电池的安全性；耐热性涂层与基质膜层的多微孔膜的微孔相互贯通，保障锂离子的透过性能。

Description

一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法。
背景技术
可充电锂离子二次电池具有高工作电压、高能量密度、长循环寿命、无记忆效应、无污染特性和可快速充放电等优点，被广泛应用于日常电子、电器及数码产品之中，具有广阔的市场空间及良好的发展前景。随着人类对便携电池品质需求的日益提高，锂离子二次电池成为近年来新型电源技术研究的热点。寻求锂离子二次电池更高能量密度是当前研究的重要方向，随之而来的是如何保障锂电池安全的技术问题。
聚合物隔膜是锂离子二次电池的关键组成部分之一，是保障锂电池安全性能的关键，其质量的优劣对锂电池的容量大小、使用寿命以及电池的安全性有很大的影响。作为锂离子二次电池隔膜的聚合物隔膜必须满足一定的要求：首先，隔膜本身必须是不导电材料，将电池的正负极隔开，防止两电极接触而短路；其次，隔膜必须是多孔材料，允许电解液中的正负离子通过，保持锂离子电池充放电过程中正负极间良好的离子导通性；第三，隔膜必须具有良好的关闭性能，当外部由于发生短路或错误连接使电池内部产生非常大的电流时，电池内部升高到一定温度时，隔膜将发生热熔化而导致微孔结构关闭，从而切断电流，使电池停止工作，确保电池安全；最后，隔膜必须具有足够的化学稳定性、耐电解液腐蚀的同时能够被电解液浸润并具有足够的机械强度等。
随着新能源汽车的发展，锂离子电池组的设计使锂离子电池的安全受到严重挑战，因此锂离子电池厂家对锂离子电池隔膜提出了越来越高的要求。锂离子电池隔膜必须有合适的闭孔温度，能够及时切断电流，确保电池安全；同时隔膜必须具备高的耐热温度，以防止电池短路时温度升高导致隔膜熔化、破裂，导致电池发生短路而引发爆炸。
普遍认为锂电池隔膜的合适的闭孔温度为120-140℃，闭孔温度太高或太低都不适合于作为锂电池隔膜。以湿法制备的聚乙烯隔膜闭孔温度为130-140℃，是较理想的闭孔温度，但是聚乙烯隔膜的耐热性差，破膜温度低于150℃，电池短路时其安全性得不到很好的保障。虽然当前有提出通过调节聚乙烯的分子量、晶体结构和掺杂或层合聚丙烯的技术，但是这些体系制备的隔膜的耐热性仍不足。
近年来有学者提出了在聚乙烯微多孔隔膜表面涂覆或层合耐热有机高分子树脂复合膜的技术。中国发明专利CN101689624A公开了一种以聚乙烯膜为基材，在其表面覆盖一层由全芳香族聚酰胺和在200℃以上400℃以下的温度发生脱水反应的金属氢氧化物的耐热有机高分子材料的复合膜，目的是提供一种耐热性、关闭机能、阻燃性和处理性优异的隔膜。所述的涂层是通过湿式凝固法将耐热性聚合物形成的多孔层层合而成，需要经过凝固液凝固、水洗去除凝固液及干燥水等工序，工序复杂，且隔膜厚度的一致性较差。
中国发明专利CN101281961公开了一种锂离子二次电池隔膜用的涂层组合物，具体的说，是在聚乙烯薄膜上涂覆含有电绝缘氧化物颗粒和粘结剂的涂层。涂层的制备是将含有粘结剂、电绝缘氧化物颗粒和溶剂搅拌后制成涂布液涂覆与于聚乙烯基膜上，然后直接干燥成型。由于该涂覆方法为常温涂覆，所述隔膜难以保证无机颗粒的有效分散和其与粘结剂之间的附着力，且涂层孔结构少。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池多孔多层隔膜。
本发明的另一目的在于提供一种锂离子二次电池多孔多层隔膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种锂离子二次电池多孔多层隔膜，其包括聚烯烃多孔膜和至少一层涂布在聚烯烃多孔膜上的耐热涂布层，其中耐热涂布层由耐热性树脂和无机绝缘粒子组成，耐热性树脂和无机绝缘粒子的重量比为1∶0.5-5。耐热性树脂和无机绝缘粒子的重量比如果小于1∶0.5，则添加的无机多孔绝缘粒子对隔膜耐热性效果和热收缩性效果改善不明显；重量比如果大于1∶5，树脂含量过小，对无机不导电粒子粘接不牢靠，容易出现无机离子脱落。
本发明中所述的耐热性树脂是聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚芳酯、聚酰胺、聚丙烯腈和聚4-甲基-1-戊烯等的一种或两种以上混合。
本发明所述的无机绝缘粒子是铝、镁的氧化物、氢氧化物、或者硅的氧化物、碳化物和氮化物中的一种或两种以上混合。
一种含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的制造方法，其包括步骤如下：
a.制备涂布液：先将耐热性树脂溶解，按耐热树脂与无机绝缘粒子的重量比为1∶0.2-10加入无机绝缘粒子，搅拌混合均匀制备成耐热树脂与无机绝缘粒子的均一涂布液；
b.涂布：将上述的涂布液涂覆于处于热的聚烯烃多微孔基膜的表面上，形成耐热性涂层，含涂覆层的聚烯烃多微孔基膜挥发溶剂，溶剂挥发后得到含微孔涂层的微孔薄膜；
c.拉伸：将上述含微孔涂层的微孔薄膜沿其纵向或横向进行单向拉伸或者双向拉伸，扩大涂层微孔；
d.热定型：将上述拉伸后的微孔薄膜进行热定型，最后得到含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜。
本发明的含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的制造方法中，所述的耐热性树脂是聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚芳酯、聚酰胺、聚丙烯腈和聚4-甲基-1-戊烯等的一种或两种以上混合。
本发明的含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的制造方法中，所述的无机多孔绝缘粒子是铝、镁的氧化物、氢氧化物，以及硅的氧化物、碳化物和氮化物中的一种或两种以上混合。
本发明所述步骤a中溶解耐热树脂所用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上混合。
本发明所述a步骤中耐热性树脂熔点大于180℃；无机绝缘粒子的比表面积为5-200m2/g；耐热性树脂的用量占耐热性树脂和溶剂总重量的5-50％。
本发明所述的b步骤中聚烯烃多微孔的温度为50-100℃，溶剂挥发温度为30-110℃，挥发时间为10-300S。
本发明所述的c步骤中拉伸可以为纵向和横向的双向拉伸，也可以是纵向或横向的单向拉伸。拉伸的总倍率为1.1-5倍，优选为1.5-3倍，拉伸总倍率小于1.1，涂层孔径扩孔效果不明显；拉伸倍率大于5，涂层容易与聚烯烃多微孔基膜脱离，且容易破膜。拉伸温度为80-150℃，优选为90-120℃。
本发明所述的d步骤中热定型的温度为100-160℃，热定型时间为10s-120s。
本发明所述的a步骤中的无机绝缘粒子的颗粒大小为10-1000nm。
为了保证锂离子二次电池多孔多层隔膜具有足够的机械性能及使电池具有足够高的能量密度，聚烯烃多微孔基膜的厚度小于10μm时，隔膜过薄，隔膜的机械性能不足，容易破膜，隔膜安全性差；聚烯烃多微孔基膜的厚度大于25μm时，涂覆后得到的复合隔膜的厚度过大，导致锂离子电池的能量密度降低，不利于动力锂电池的应用。本发明所述聚烯烃多微孔基膜的厚度为12-25μm，每层耐热涂层的厚度为2-6μm；最后得到含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的厚度可以根据需求进行调整，优选的其厚度为18-40μm。
本发明所述的锂离子二次电池多孔多层隔膜，可以是在聚烯烃多微孔基膜一面单层涂覆耐热性涂层，也可以根据性能的需要涂覆多层相同或不同的涂覆耐热性涂层；可以对聚烯烃多微孔基膜进行单面或双面涂覆耐热性涂层，其中双面涂覆所得的多孔多层隔膜其耐热性能更佳。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明制得的多孔多层隔膜涂层具有优良的耐热性能，耐热涂层同样为具有多微孔结构的膜层，膜层具有足够高的孔隙率及耐热温度，即使在聚烯烃多微孔基膜发生熔融破膜的情况下，涂层依然能够保持其完整性，阻隔电池电极的直接接触，从而保障电池的安全性；耐热性涂层与基质膜层的多微孔膜的微孔相互贯通，保障锂离子的透过性能。本发明的多孔多层隔膜通过后续的双向拉伸扩大多微孔涂层的孔径，提高其孔隙率及锂离子的透过能力。通过本发明的制备方法所制备的多孔多层隔膜的孔隙率为30-80％，透气性为200-700s/100ml，孔径大小为0.01-0.2μm，闭孔温度为130-140℃，破膜温度大于190℃。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
一种含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的制造方法，其包括步骤如下：
a.制备涂布液：先将耐热性树脂溶解，按耐热树脂与无机绝缘粒子的重量比为1∶0.2-10加入无机绝缘粒子，搅拌混合均匀制备成耐热树脂与无机绝缘粒子的均一涂布液；
b.涂布：将上述的涂布液涂覆于处于热的聚烯烃多微孔基膜的表面上，形成耐热性涂层，含涂覆层的聚烯烃多微孔基膜挥发溶剂，溶剂挥发后得到含微孔涂层的微孔薄膜；
c.拉伸：将上述含微孔涂层的微孔薄膜沿其纵向或横向进行单向拉伸或者双向拉伸，扩大涂层微孔；
d.热定型：将上述拉伸后的微孔薄膜进行热定型，最后得到含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜。
以下是本发明优选的实施例。
实施例1
将10g聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，熔点256-265℃)加入到盛有100g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，直至树脂溶解。将10g氧化镁(MgO，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为60S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化镁的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.3倍，宽度方向拉伸1.3倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大；经在120℃下热定型60秒，得到厚度为26μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
实施例2
将10g聚丙烯腈加入到盛有100g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，直至树脂溶解。将10g氧化铝(Al2O3，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为100S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.3倍，宽度方向拉伸1.3倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大。经在120℃下热定型60秒，得到厚度为29μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
实施例3
将10g聚偏氟乙烯加入到盛有100g的N-甲基吡咯烷酮溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，直至树脂溶解。将20g二氧化硅(SiO2，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为60S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.3倍，宽度方向拉伸1.3倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大。经在120℃下热定型60秒，得到厚度为30μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
实施例4
将10g聚碳酸酯加入到含100g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，至树脂溶解。将20g氢氧化铝(Al(OH)3，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为100℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为10S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.3倍，宽度方向拉伸1.3倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大。经在120℃下热定型60秒，得到厚度为26μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
实施例5
将10g聚碳酸酯加入到含100g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，至树脂溶解。将20g氢氧化铝(Al(OH)3，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为60S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.4倍，宽度方向拉伸1.4倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大。经在120℃下热定型60秒，得到厚度为27μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
实施例6
将20g聚碳酸酯加入到含100g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，至树脂溶解。将20g氢氧化铝(Al(OH)3，平均颗粒为500nm)均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50％的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为60S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.5倍，宽度方向拉伸1.5倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大。经在120℃下热定型60秒，得到厚度为28μm的多孔多层复合隔膜。隔膜的性能测试数据见表1。
表1：
上述实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的保护范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所作的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种含耐热树脂涂层的锂离子二次电池多孔多层隔膜的制造方法，其特征在于：将10g聚丙烯腈加入到盛有100g的N,N-二甲基甲酰胺溶剂的烧杯中，加热至80℃，并用搅拌器缓慢搅拌，直至树脂溶解；将10g平均颗粒为500nm的氧化铝均匀加入到上述溶液中，搅拌均匀，并持续搅拌60min，得到均匀的悬浮液，在搅拌过程中，烧杯口应密封，减小溶剂的挥发，之后将厚度为20μm、孔隙率为50%的聚乙烯多微孔基膜加热至100℃，并将上述悬浮液通过刮涂的方式，以5厘米/s的涂覆速度涂覆于聚乙烯多微孔基膜之上，控制溶剂挥发的温度为80℃，通过吹风方式控制溶剂挥发的时间为100S；随后再对未涂覆悬浮液的一面进行上述的涂覆步骤，得到两面均均匀地附着有含耐热树脂与氧化铝的多微孔耐热层的隔膜；对上述制备的隔膜进行低倍拉伸处理，拉伸温度为110℃，长度方向拉伸1.3倍，宽度方向拉伸1.3倍，使耐热涂层的微孔孔径扩大；经在120℃下热定型60秒，得到厚度为29μm的多孔多层复合隔膜。
CN201110382570.8A 2011-11-25 2011-11-25 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法 Active CN102394282B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110382570.8A CN102394282B (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法
PCT/CN2012/080782 WO2013075524A1 (zh) 2011-11-25 2012-08-30 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110382570.8A CN102394282B (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102394282A CN102394282A (zh) 2012-03-28
CN102394282B true CN102394282B (zh) 2014-12-10

Family

ID=45861537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110382570.8A Active CN102394282B (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN102394282B (zh)
WO (1) WO2013075524A1 (zh)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102394282B (zh) * 2011-11-25 2014-12-10 佛山市金辉高科光电材料有限公司 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法
JP2013222582A (ja) 2012-04-16 2013-10-28 Sony Corp 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP6279479B2 (ja) * 2012-10-31 2018-02-14 旭化成株式会社 多層多孔膜及びその製造方法、並びに非水電解液電池用セパレータ
CN102942831B (zh) * 2012-11-21 2014-10-29 佛山市金辉高科光电材料有限公司 用于锂离子二次电池隔膜的涂层组合物及该隔膜的制造方法
EP3306708B1 (en) * 2013-03-19 2019-07-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Separator, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage device, and power system
CN104157812B (zh) * 2014-04-23 2017-08-25 华南理工大学 锂离子电池隔膜及其制备方法及锂离子电池
CN104064710A (zh) * 2014-06-20 2014-09-24 青岛中科华联新材料有限公司 采用陶瓷涂覆的高孔隙率锂电池隔膜的生产工艺
CN108134036B (zh) * 2014-12-16 2020-06-16 东莞新能源科技有限公司 一种有机-无机复合电解质膜，其制备方法及应用
CN105655518B (zh) * 2015-09-07 2019-04-09 浙江南洋经中新材料有限公司 一种新型多孔锂电池隔膜的制备工艺
CN105489916B (zh) * 2015-11-26 2018-07-27 同济大学 一种锂离子电池用聚合物多孔薄膜及其制备方法和应用
CN105355812B (zh) * 2015-12-14 2018-06-19 苏州锂盾储能材料技术有限公司 一种锂电隔膜的制备方法
CN106025149A (zh) * 2016-06-30 2016-10-12 深圳中兴创新材料技术有限公司 一种耐高温复合锂电池隔膜及其制备方法
CN106252571A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 乐凯胶片股份有限公司 一种用于锂离子电池的多层多孔隔膜
CN106876635B (zh) * 2016-11-23 2020-07-17 深圳市研一新材料有限责任公司 一种新能源汽车锂离子电池增强隔膜
CN106784559B (zh) * 2016-11-23 2020-08-14 德阳九鼎智远知识产权运营有限公司 一种含有纳米颗粒增强层的新能源汽车电池隔膜
CN108321337A (zh) * 2017-01-17 2018-07-24 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种隔离膜及其制备方法和用途
EP3674354A4 (en) * 2017-08-25 2021-07-28 Beijing Normal University COMPOSITE POROUS MEMBRANE AND PROCESSES FOR PREPARATION AND USE
JP6953991B2 (ja) * 2017-10-18 2021-10-27 トヨタ自動車株式会社 セパレータ、非水電解質二次電池、およびセパレータの製造方法
JP7104790B2 (ja) * 2017-12-26 2022-07-21 ファイバーウェイ・マテリアルズ・サイエンス・アンド・テクノロジー・デベロップメント・カンパニー・リミテッド 電池用セパレーター、その製造方法及び応用
CN110350155B (zh) * 2018-04-04 2022-01-14 北京师范大学 一种含沿横向拉伸方向取向的纳米纤维状多孔层的复合微孔膜
CN109406006B (zh) * 2018-10-20 2024-06-28 武汉惠强新能源材料科技有限公司 锂电池隔膜闭孔、破膜温度测试装置
CN109499371B (zh) * 2018-11-12 2021-10-15 苏州富淼膜科技有限公司 一种聚亚苯基砜内衬膜及其制备方法
CN114552003A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 天津大学 一种提高电解液加装性能的方法
CN112582749B (zh) * 2020-12-11 2022-09-13 重庆金美新材料科技有限公司 一种安全锂离子电池隔膜、制备方法及锂离子电池
CN113363666B (zh) * 2021-05-06 2022-09-09 惠州锂威新能源科技有限公司 隔膜的制备方法、隔膜及应用隔膜的电化学装置
CN113594631A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 华为技术有限公司 隔膜及其制备方法、二次电池和用电设备
CN115513604B (zh) * 2022-11-02 2023-12-22 上海恩捷新材料科技有限公司 高保液率的复合锂电池隔膜及其制备方法
CN116903907B (zh) * 2023-08-17 2024-03-22 深圳市三实新材料科技有限公司 一种防水透气膜的制备方法及其应用
CN119297255A (zh) * 2024-11-22 2025-01-10 湖北亿纬动力有限公司 复合电极活性层、电极片及二次电池
CN120261919A (zh) * 2025-05-30 2025-07-04 宁德卓高新材料科技有限公司 多孔复合隔膜及其制备方法、二次电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281961A (zh) * 2007-04-06 2008-10-08 比亚迪股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂层组合物及该隔膜的制造方法
CN102064300A (zh) * 2010-12-25 2011-05-18 佛山塑料集团股份有限公司 一种锂离子二次电池用多孔复合隔膜及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080070107A1 (en) * 2004-12-07 2008-03-20 Shinji Kasamatsu Separator and Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery Using Same
KR20080068722A (ko) * 2005-10-24 2008-07-23 토넨 케미칼 코퍼레이션 폴리올레핀 다층 미세 다공막 및 그 제조 방법 및 전지용세페레이터
JP5095121B2 (ja) * 2006-04-28 2012-12-12 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用セパレータおよび非水電解質二次電池
EP2169743B1 (en) * 2007-06-19 2013-06-05 Teijin Limited Separator for nonaqueous secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous secondary battery
JP5062526B2 (ja) * 2007-09-27 2012-10-31 三洋電機株式会社 非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池
JP4748136B2 (ja) * 2007-10-03 2011-08-17 ソニー株式会社 耐熱絶縁層付きセパレータ及び非水電解質二次電池
CN102394282B (zh) * 2011-11-25 2014-12-10 佛山市金辉高科光电材料有限公司 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281961A (zh) * 2007-04-06 2008-10-08 比亚迪股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂层组合物及该隔膜的制造方法
CN102064300A (zh) * 2010-12-25 2011-05-18 佛山塑料集团股份有限公司 一种锂离子二次电池用多孔复合隔膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013075524A1 (zh) 2013-05-30
CN102394282A (zh) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102394282B (zh) 一种锂离子二次电池多孔多层隔膜及其制造方法
Song et al. Simultaneously blocking chemical crosstalk and internal short circuit via gel‐stretching derived nanoporous non‐shrinkage separator for safe lithium‐ion batteries
Yu et al. A newly-developed heat-resistance polyimide microsphere coating to enhance the thermal stability of commercial polyolefin separators for advanced lithium-ion battery
Zhu et al. Aramid nanofibers/polyphenylene sulfide nonwoven composite separator fabricated through a facile papermaking method for lithium ion battery
Yang et al. Boehmite particle coating modified microporous polyethylene membrane: A promising separator for lithium ion batteries
Pan et al. Functional membrane separators for next-generation high-energy rechargeable batteries
Zhang et al. Poly (m-phenylene isophthalamide) separator for improving the heat resistance and power density of lithium-ion batteries
CN103531736B (zh) 一种高耐热锂离子电池隔膜及其制备方法
Lee et al. Synergistic thermal stabilization of ceramic/co-polyimide coated polypropylene separators for lithium-ion batteries
Kritzer Nonwoven support material for improved separators in Li–polymer batteries
CN104425788B (zh) 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和含有该隔膜的锂离子电池
CN102751462B (zh) 一种动力锂离子电池及其复合隔膜
CN102969471B (zh) 一种耐高温聚芳砜酰胺基锂离子电池隔膜
CN109411676B (zh) 对位芳纶涂层浆料及其制备方法、对位芳纶隔膜及其制备方法和二次电池
TWI491096B (zh) 多層電池隔離膜及其製造方法
JP2015522904A (ja) 水系コーテイング液を利用した有／無機複合コーテイング多孔性分離膜とその製造方法及び前記分離膜を利用した電気化学素子
US20170346141A1 (en) Enhanced solid state battery cell
CN102064300A (zh) 一种锂离子二次电池用多孔复合隔膜及其制备方法
CN102522516A (zh) 锂离子二次电池用不对称复合隔膜及其制备方法
CN105690894B (zh) 绝缘胶带及采用该胶带的锂离子电池
Zhu et al. Recent developments in safety-enhancing separators for lithium-ion batteries
CN116231228B (zh) 一种阻燃锂电池涂覆隔膜及其制备方法与锂离子电池
CN106252571A (zh) 一种用于锂离子电池的多层多孔隔膜
KR101742881B1 (ko) 이온성 무기입자가 포함된 코팅 조성물 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지용 분리막
CN103022398A (zh) 电化学元件用隔板、其制造方法和电化学元件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Lithium ion secondary battery porous multilayer diaphragm and manufacture method thereof

Effective date of registration: 20150630

Granted publication date: 20141210

Pledgee: Guangdong Guangxin Holdings Group Co. Ltd.

Pledgor: FOSHAN JINHUI HIGH-TECH OPTOELECTRONIC MATERIAL Co.,Ltd.

Registration number: 2015440000010

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20161202

Granted publication date: 20141210

Pledgee: Guangdong Guangxin Holdings Group Co. Ltd.

Pledgor: FOSHAN JINHUI HIGH-TECH OPTOELECTRONIC MATERIAL Co.,Ltd.

Registration number: 2015440000010

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
CP03 Change of name, title or address

Address after: Chancheng District of Guangdong city in Foshan province 528000 quarter of Huayi Road No. 28, a two building 17 layer (residence declaration)

Patentee after: Foshan Jinhui Gao Ke photoelectric material Limited by Share Ltd.

Address before: 528000 Chancheng City, Foshan Province Light District, No. three road, No. 7, No.

Patentee before: FOSHAN JINHUI HIGH-TECH OPTOELECTRONIC MATERIAL Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230203

Address after: 463000 industrial cluster area, Suiping County, Zhumadian City, Henan Province

Patentee after: HENAN HUIQIANG NEW ENERGY MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 528000 Guangdong, Foshan, Chancheng, Ji Hua Road 28, a two 17 story (residence declaration)

Patentee before: Foshan Jinhui Gao Ke photoelectric material Limited by Share Ltd.

TR01 Transfer of patent right