一种多孔复合隔离膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多孔隔离膜技术领域，特别设及一种多孔复合隔离膜及其制备方法。【背景技术】
[000引1991年，日本索巧公司创造性的采用炭材料作为裡离子电池阳极材料，为裡离子 电池领域带来了革命性的变化；自此之后，裡离子电池技术迅猛发展，在移动电话、摄像机、 笔记本电脑W及其他便携式电器上面大量运用。裡离子电池具有诸多优点，例如电压高、体 积小、质量轻、比能力高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等，是二十一世纪理想 的移动电器电源、电动汽车电源W及储电站用储电器。然而，随着人们的消费需求的提升， 其对消费类电子产品的待机时间要求越来越高，相应的对电子产品电池的体积能力密度提 出了更高的要求；同时，电动汽车巧V)和储能电站巧巧使用的裡电池，单电巧具有更高的 容量和更大的体积尺寸，一旦发热、着火燃烧会产生严重的后果，因而需要更好的安全性。
[0003] 目前，提高电巧体积能力密度的方式包括开发新的电极材料、加大电极的压实密 度、改进电巧的制造工艺等，该其中加大电极压实密度是一种简单而有效的方式；解决电巧 安全性问题的主要途径有；设计安全性能更可靠的电巧结构、在电极膜片或者隔离膜上涂 覆陶瓷层W及使用聚合物电解质取代传统的液态电解质等，其中涂覆陶瓷层技术在现有电 池行业领域运用更为广泛。
[0004] 然而，随着电极压实密度的提高，电极中的孔隙率将逐渐降低，用于存储电解液的 空间将变少，但为了保证电池的循环性能，电巧注液量必须保持不变，因此将出现"涨液"问 题，从而使得电池表明凹凸不平，影响电池外观直至成为外观坏品，该在软包电池中表现尤 为明显。
[0005] 在电极膜片或者隔离膜上涂覆陶瓷层后，在滥用状况下，陶瓷层可有有效的阻隔 正负极片之间电子导通，出现大电流放电发热状况，从而提高电巧的安全性能；但是，由于 增加了陶瓷处理层，将增加了电巧厚度，降低了电巧的能量密度。
[0006] 有鉴于此，确有必要开发一种新的多孔隔离膜，其能够提高电池的安全性能，又能 够缓解或解决电池"涨液"问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于；针对现有技术的不足，而提供的一种多孔隔离膜：由有机组 分与无机填料组成，所述无机填料中包含空屯、颗粒，所述空屯、颗粒的空屯、部分的体积为所 述空屯、颗粒的总体积的1% -95% ;所述空屯、颗粒的壳部分具有多孔结构，且所述空屯、颗粒 的壳部分的孔隙率为1% -90% ;所述空屯、颗粒能够承受的压强大于或等于0. 05MPa。空屯、 填料的空屯、结构可W存储电解液，缓解/解决电池的胀液问题；同时空屯、填料中存储的电 解液能够增加填料的离子导通性能，使得电巧具有更好的倍率性能；此外还能提高电池的 安全性能。
[000引为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种多孔隔离膜，由有机组分与无机填料组成，所述无机填料中包含空屯、颗粒，所 述空屯、颗粒的空屯、部分的体积为所述空屯、颗粒的总体积的1% -95%;所述空屯、颗粒的壳部 分具有多孔结构，且所述空屯、颗粒的壳部分的孔隙率为1% -90% ;所述空屯、颗粒能够承受 的压强大于或等于0. 〇5MPa。
[0010] 作为本发明多孔隔离膜的一种改进，所述多孔隔离膜的厚度为4ym-50ym，孔隙 率为30% -70%，无机填料的质量为所述多孔隔离膜总质量的1% -80%。
[0011] 作为本发明多孔隔离膜的一种改进，所述无机填料选自洛氏硬度大于2的无机盐 (如硫酸儀、铁酸领、硫酸裡等）和洛氏硬度大于2的金属氧化物（如=氧化二侣、氧化娃、 氧化巧等）中的至少一种；所述无机填料的粒径小于或等于10ym。
[0012] 作为本发明多孔隔离膜的一种改进，所述空屯、颗粒的空屯、部分的体积为所述空屯、 颗粒的总体积的10% -80%;所述空屯、颗粒壳部分的孔隙率为10% -70%。
[0013] 作为本发明多孔隔离膜的一种改进，所述空屯、颗粒能够承受的压强大于或等于 0.2MPa〇
[0014] 本发明还包括一种多孔隔离膜的制备方法，主要包括如下步骤：
[0015] 步骤1，配料；将有机颗粒、无机填料、塑化剂W及溶剂混合制备得到混合料待用；
[0016] 步骤2,基膜成型；将步骤1所述混合料加热挤出，拉伸后得到基膜；
[0017] 步骤3,多孔隔离膜成型；将步骤2得到的基膜浸入萃取剂中，去除塑化剂即得到 多孔隔离膜。
[001引作为本发明多孔隔离膜的制备方法的一种改进，步骤1所述有机颗粒选自聚己 締、聚丙締、聚己締醋酸己締醋共聚物、聚偏氣己締、偏氣己締-六氣丙締共聚物、聚酷亚 胺、聚丙締膳、丙締膳-了二締共聚物、丙締膳-苯己締-了二締共聚物、聚对苯二甲酯对 苯二胺、聚间苯二甲酯间苯二胺、聚甲基丙締酸甲醋、聚丙締酸甲醋、聚丙締酸己醋、丙締 酸-苯己締共聚物和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
[0019] 作为本发明多孔隔离膜的制备方法的一种改进，步骤1所述无机填料选自洛氏硬 度大于2的无机盐、洛氏硬度大于2的金属氧化物中的至少一种；所述无机填料的粒径小于 或等于10ym;无机填料的质量与有机颗粒的质量之比为1/99-4/1;所述无机填料中包含 空屯、颗粒，所述空屯、颗粒的空屯、部分的体积为所述空屯、颗粒的总体积的1% -95%;所述空 屯、颗粒的壳部分具有多孔结构，所述空屯、颗粒的壳部分的孔隙率为1% -90%，所述空屯、颗 粒能够承受的压强大于或等于0. 〇5MPa。
[0020] 作为本发明多孔隔离膜的制备方法的一种改进，步骤1所述塑化剂选自石蜡油、 邻苯二甲酸二辛醋、邻苯二甲酸二己醋中的至少一种；所述溶剂选自N-甲基化咯烧酬、 N，N-二甲基己酷胺、N，N-二甲基甲酯胺、二甲亚讽、己膳、丙酬、水、单元醇、多元醇中的至 少一种；步骤3所述萃取剂选自二氯甲烧、=氯己烧、二氯己締、=氯己締、正己烧、庚烧、丙 酬、己醇、正了醇和己二醇中的至少一种。
[0021] 作为本发明多孔隔离膜的制备方法的一种改进，步骤2所述拉伸的方法为干法单 向拉伸、干法双向拉伸、湿法单向拉伸和湿法双向拉伸中的一种，单向拉伸为横向单向拉伸 或纵向单向拉伸，双向拉伸为双向同时拉伸、先横向再纵向拉伸或先纵向再横向拉伸。
[0022] 与现有技术相比，本发明多孔隔离膜具有如下优点：
[0023] 首先，由于该复合多孔隔离膜中含有无机颗粒填料，可W有效的提高隔离膜的强 度，而且出现滥用时，即使电巧达到较高温度，无机颗粒依然能够保持其本身性能，起到阻 隔阴阳极接触功能，从而提高电池安全性能。
[0024] 其次，空屯、无机颗粒空屯、部分体积可W作为存储电解液的空间，从而缓解或解决 电池涨液问题。
[0025] 第=，空屯、无机颗粒的壳层为多孔结构，便于电解液进出该颗粒，从而缩短电解液 绕行实屯、颗粒的传输路径，改善电巧的倍率性能。
[0026] 最后，制备本发明的方法简单可行，便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0027]W下将结合具体实施例对本发明多孔复合隔离膜及其制备方法作进一步详细的 描述，但本发明的实施方式不限于此。
[00測 比较例1，
[0029] 配料；按照聚己締：石蜡油：N-甲基化咯烧酬=100:38:50的质量关系称量上述 物质，之后混合均匀得到混合料待用；
[0030] 基膜成型：将上述混合料加热挤出，拉伸干燥后得到厚度为12ym的基膜；
[0031] 多孔隔离膜成型：将上述基膜浸入=氯己烧中，此时=氯己烧将把基膜中的石蜡 油萃取出来，得到多孔隔离膜。
[00对 比较例2，
[003引配料；按照聚己締：立氧化二侣：石蜡油：N-甲基化咯烧酬=60:40:38:50的质 量关系称量上述物质，其中，S氧化二侣为粒径为1ym、承压能力为30MPa的实屯、颗粒，之 后混合均匀得到混合料待用；
[0034] 基膜成型：将上述混合料加热挤出，拉伸干燥后得到厚度为12ym的基膜；
[0035] 多孔隔离膜成型：将上述基膜浸入=氯己烧中，此时=氯己烧将把基膜中的石蜡 油萃取出来，得到多孔隔离膜。
[0036] 实施例1，
[0037] 配料；按照聚己締：立氧化二侣：石蜡油：N-甲基化咯烧酬=60:40:38:50的质 量关系称量上述物质，其中，S氧化二侣为空屯、颗粒，粒径为lym、承压能力为3MPa、空屯、 部分体积占总体积的60%、壳层孔隙率为50%;之后混合均匀得到混合料待用；
[003引基膜成型：将上述混合料加热挤出，拉伸干燥后得到厚度为12ym的基膜；
[0039] 多孔隔离膜成型：将上述基膜浸入=氯己烧中，此时=氯己烧将把基膜中的石蜡 油萃取出来，得到多孔隔离膜。
[0040] 实施例2，
[0041] 与实施例1不同之处在于，本实施例所选择的空屯、S氧化二侣颗粒空屯、部分体积 占颗粒总体积的比例为1% ;
[0042] 其余与实施例1相同，不再寶述。
[0043] 实施例3，
[0044] 与实施例1不同之处在于，本实施例所选择的空屯、S氧化二侣颗粒空屯、部分体积 占颗粒总体积的比例为10 % ;
[0045] 其余与实施例1相同，不再寶述。
[0046] 实施例4，
[0047] 与实施例1不同之处在于，本实施例所选择的空屯、S氧化二侣颗粒空屯、部分体积 占颗粒总体积的比例为80% ;
[0048] 其余与实施例1相同，不再寶述。
[0049] 实施例5，
[0化0] 与实施例1不同之处在于，本实施例所选择