一种新型锂离子电池隔膜论文和设计-吴爱深

全文摘要

本实用新型公开了一种新型锂离子电池隔膜,包括基材隔膜，所述基材隔膜的内部设有多通道孔状结构，所述基材隔膜的上表面和\/或下表面分别涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的内部经过造孔工艺处理，得到均匀分布的多通道微孔结构。本实用新型制备得到的陶瓷涂层隔膜，在增加电池安全性的同时，具有更高的孔隙率，这样的隔膜可储备更多的电解液，更有利于电池使用寿命，更加适用于倍率型和功率型电池。

主设计要求

1.一种新型锂离子电池隔膜，其特征在于：包括基材隔膜（11），所述基材隔膜（11）的内部设有多通道孔状结构（14），所述基材隔膜（11）的上表面和\/或下表面分别涂覆有陶瓷涂层（12），所述陶瓷涂层（12）的内部经过造孔工艺处理，得到均匀分布的多通道微孔结构（13）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述多通道微孔结构（13）呈中空柱状。

3.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层（12）的孔隙率不低于所述基材隔膜（11）的孔隙率。

4.根据权利要求3所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层（12）的孔隙率为40～60％。

5.根据权利要求3所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述基材隔膜（11）的孔隙率为30～50％。

6.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层（12）的厚度为3～12μm。

7.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层（12）为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层。

8.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述基材隔膜（11）的厚度为6～35μm。

9.根据权利要求1所述的新型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述基材隔膜（11）为聚烯烃膜、芳纶膜或聚酰亚胺膜。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种新型锂离子电池隔膜。

背景技术

消费类电池产品更新换代，绿色能源动力电池汽车已随处可见，节能储能项目已上升至国家战略高度。作为以上仪器设备能源供应系统的锂离子电池占据着重要的位置，因此锂离子电池的高安全性、长循环寿命等性能要求成为锂离子电池技术发展的当务之急。

二次锂离子电池经过了近30年的发展，能量密度已经可以做到700Wh\/L甚至更高，但是收到材料本身性质以及工艺方法的限制。当锂离子电池能量密度提高后，它的倍率新能、循环寿命、高温性能以及安全性等性能受到了不同程度的抑制。就目前技术来说，锂离子电池的充电电压已经做到了4.45V，常规的聚乙烯薄膜组成的隔离膜已经无法避免在锂电池充放电过程中被氧化。行业内最常规的做法就是在聚乙烯薄膜表面涂覆一层陶瓷，或者是抗氧化比较强的聚合物胶黏剂。但由于造孔工艺方面技术的缺陷，导致做出来的涂覆隔膜孔隙率较低，不利于电解液的储存和使用过程中锂离子的迁移，这样的隔膜往往电性能比较差。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种新型锂离子电池隔膜，其孔隙率高，保液量高，克服了传统隔膜涂层技术中孔隙率低的缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型锂离子电池隔膜,包括基材隔膜，所述基材隔膜的内部设有多通道孔状结构，所述基材隔膜的上表面和\/或下表面分别涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的内部经过造孔工艺处理，得到均匀分布的多通道微孔结构。

作为优选方案，所述多通道微孔结构呈中空柱状。

作为优选方案，所述陶瓷涂层的孔隙率不低于所述基材隔膜的孔隙率。

作为优选方案，所述陶瓷涂层的孔隙率为40～60％。

作为优选方案，所述基材隔膜的孔隙率为30～50％。

作为优选方案，所述陶瓷涂层的厚度为3～12μm。

作为优选方案，所述陶瓷涂层为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层。

作为优选方案，所述基材隔膜的厚度为6～35μm。

作为优选方案，所述基材隔膜为聚烯烃膜、芳纶膜或聚酰亚胺膜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：首先，通过在基材隔膜的表面涂抹陶瓷涂层，并在陶瓷涂层内部设置微孔结构，使得陶瓷涂层为框架形结构，进而让陶瓷颗粒之间保持良好的接触，热传导性好，涂层隔膜的热收缩小，最大程度的提升了隔膜耐热收缩性，提升了电池的安全性；其次，制备得到的隔膜涂层形成了一层多孔网络结构，其中涂层的孔隙率得到了成倍的提升，有效的增加了电池的保液量，可以明显提升电池的使用寿命；最后，由于该设计提升了隔膜的孔隙率，增加了电池的残液量，因此该设计对于电池的低温特性也有比较明显的提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型锂离子电池隔膜的示意图。

图2是本实用新型锂离子电池隔膜的另一示意图。

11-基材隔膜；12-陶瓷涂层；13-多通道微孔结构；14-多通道孔状结构。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

请参照图1，一种新型锂离子电池隔膜，包括基材隔膜11，基材隔膜11的内部设有多通道孔状结构14，陶瓷涂层涂覆在基材隔膜11 的上表面下表面，陶瓷涂层12的内部经过造孔工艺处理，得到均匀分布的多通道微孔结构13，多通道微孔结构13呈中空柱状，陶瓷涂层12的孔隙率不低于基材隔膜11的孔隙率，陶瓷涂层12的厚度为 3～12μm，其孔隙率为40～60％，基材隔膜11的厚度为6～35μm，其孔隙率为30～50％，同时陶瓷涂层12为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层，基材隔膜11为聚烯烃膜、芳纶膜或聚酰亚胺膜。

在本实施例中，基材隔膜11为的聚烯烃膜，其厚度为6μm，孔隙率为30％，而陶瓷涂层12为二氧化硅涂层，其厚度为3μm，孔隙率为40％，通过造孔工艺处理，在陶瓷涂层12中形成可均匀分布的多通道微孔结构13，有效提高了隔膜的孔隙率，增加了锂离子电池保液量，对电池循环寿命及低温性能有很明显的帮助。

上述对陶瓷涂层进行造孔工艺步骤为：第一步：先配制涂敷用的陶瓷浆料，其中包括去离子水、陶瓷粉、粘结剂、匀相剂、成孔添加剂等原料；第二步：将配制好的陶瓷浆料均匀涂敷在隔膜基材表面；第三步：通过第一道烘箱，将涂层中的水分烘干；第四步：通过第二道烘箱，将涂层中的成孔添加剂烘干使其挥发掉，得到带均匀孔状的陶瓷涂层。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

设计图

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