本實(shí)用新型涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種鋰電池專(zhuān)用陶瓷隔膜。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,電子設(shè)備運(yùn)用的十分普遍,目前的電子設(shè)備基本上通過(guò)鋰電池進(jìn)行存儲(chǔ)電能,為電子設(shè)備進(jìn)行供電,如:手機(jī)鋰電池、平板鋰電池、電動(dòng)車(chē)鋰電池,甚至是動(dòng)力鋰電池。
在鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一;隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用;隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái),防止兩極接觸而短路 , 此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能;隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,其物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)電池的性能有很大的影響;電池的種類(lèi)不同,采用的隔膜也不同;現(xiàn)有技術(shù)中的隔膜設(shè)計(jì)往往由于技術(shù)不夠成熟,鋰電池在耐高溫方面存在很大的不足,尤其是隔膜的防火性能不夠,隔膜容易產(chǎn)生燃燒,常常導(dǎo)致鋰電池爆炸的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種鋰電池專(zhuān)用陶瓷隔膜,其具有提高鋰電池防火性能的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:一種鋰電池專(zhuān)用陶瓷隔膜,包括基礎(chǔ)膜,所述基礎(chǔ)膜兩側(cè)面均設(shè)有陶瓷材料層,其中一層所述陶瓷材料層表面設(shè)有無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層,另一層所述陶瓷材料層表面設(shè)有硅酸鹽阻燃涂層,所述無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層兩側(cè)面上均設(shè)有異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,硅酸鹽阻燃涂層與無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層具有良好的防火阻燃作用,在電池內(nèi)部產(chǎn)生明火時(shí)能有效的保護(hù)內(nèi)部的基礎(chǔ)膜,從而有效的防止火焰沿著基礎(chǔ)膜進(jìn)行蔓延,從而使內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生大面積的明火,從而鋰電池不會(huì)持續(xù)的產(chǎn)生較大的熱膨脹效果,從而有效的防止鋰電池產(chǎn)生火災(zāi)甚至爆炸,提高了使用時(shí)的安全性,且異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層能有效的保護(hù)無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層被電解液腐蝕,從而在鋰電池長(zhǎng)時(shí)間時(shí)候后,無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層依舊能保持良好的防火阻燃作用。
進(jìn)一步的,靠近所述基礎(chǔ)膜的異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層厚度為1um,遠(yuǎn)離所述基礎(chǔ)膜的異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層厚度為3um。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,由于無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層一側(cè)有基礎(chǔ)膜,而基礎(chǔ)膜上電解液的含量較小,從而1um厚度的異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層就能有效的對(duì)無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層進(jìn)行保護(hù),從而減少了整體的厚度以及鋰電池的制造成本。
進(jìn)一步的,所述異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層由異噻唑啉酮樹(shù)脂涂料均勻涂布而成。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層涂覆均勻,有效的保證各個(gè)位置的防腐效果相同,提高防腐作用,減少資源的浪費(fèi)。
進(jìn)一步的,所述無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層由無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂料均勻涂布5um而成。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層涂覆均勻,有效的保證各個(gè)位置的防火阻燃效果相同,提高防火阻燃作用,減少資源的浪費(fèi)。
進(jìn)一步的,所述硅酸鹽阻燃涂層由硅酸鹽阻燃涂料均勻涂布6um而成。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,硅酸鹽阻燃涂層涂覆均勻,有效的保證各個(gè)位置的防火阻燃效果相同,提高防火阻燃作用,減少資源的浪費(fèi)。
進(jìn)一步的,所述基礎(chǔ)膜為PE膜。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,PE膜具有防潮性、耐熱性、拉伸強(qiáng)度高、阻隔性強(qiáng)。
進(jìn)一步的,所述基礎(chǔ)膜上均布有若干個(gè)貫穿孔。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,貫穿孔能有效的提高了鋰電池內(nèi)部的電解液的流動(dòng)性,提高鋰電池的性能。
進(jìn)一步的,所述貫穿孔傾斜設(shè)置。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,電解液在基礎(chǔ)膜內(nèi)進(jìn)行傾斜的流動(dòng),從而減少對(duì)異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層的沖擊,提高了異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層的使用壽命。
進(jìn)一步的,所述陶瓷材料層為氧化鋁層。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,氧化鋁涂層具有優(yōu)異的耐高溫性,在180攝氏度以上還能保持隔膜完整形態(tài),氧化鋁涂層可中和電解液中游離的HF,提升電池耐酸性,安全性提高。
綜上所述,本實(shí)用新型具有以下有益效果:
1、具有良好的防火阻燃效果,減少鋰電池燃燒爆炸的產(chǎn)生;
2、阻燃層使用壽命長(zhǎng),有效的長(zhǎng)時(shí)間保持阻燃效果;
3、鋰電池綜合性能高,使用效果好,安全性高。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的立體圖;
圖2是本實(shí)用新型的剖視圖。
圖中,1、基礎(chǔ)膜;11、貫穿孔;2、氧化鋁層;3、硅酸鹽阻燃涂層;4、無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層;5、異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種鋰電池專(zhuān)用陶瓷隔膜,基礎(chǔ)膜1為PE膜,基礎(chǔ)膜1為PE膜,PE膜通過(guò)干法單向拉伸工藝制成,干法單向拉伸工藝是通過(guò)生產(chǎn)硬彈性纖維的方法,制備出低結(jié)晶度的高取向PE膜,再高溫退火獲得高結(jié)晶度的取向薄膜,這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷,然后在高溫下使缺陷拉開(kāi),形成傾斜狀的貫穿孔11,電解液在基礎(chǔ)膜1內(nèi)進(jìn)行傾斜的流動(dòng),從而減少對(duì)異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層5的沖擊,防止長(zhǎng)時(shí)間后異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層5產(chǎn)生破損,提高了異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層5的使用壽命,增長(zhǎng)了對(duì)硅酸鹽阻燃涂層3的保護(hù)時(shí)效。
PE膜兩側(cè)面均均勻涂布有陶瓷材料層,陶瓷材料層為氧化鋁層2,三氧化二鋁作為一種無(wú)機(jī)物,具有很高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性,是電池隔膜陶瓷涂層的很好選擇,粒徑均勻性,能很好的粘接到隔膜上,又不會(huì)堵塞隔膜孔徑;氧化鋁純度高,不能引入雜質(zhì),影響電池內(nèi)部環(huán)境;氧化鋁晶型結(jié)構(gòu)的要求,保證氧化鋁對(duì)電解液的相容性及浸潤(rùn)性;氧化鋁涂層具有優(yōu)異的耐高溫性,在180攝氏度以上還能保持隔膜完整形態(tài);氧化鋁涂層可中和電解液中游離的HF,提升電池耐酸性,安全性提高;納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體,提高倍率性和循環(huán)性能;納米氧化鋁粉末具有良好的吸液及保液能力;保持了聚烯烴隔膜的閉孔特性,避免熱失控引起安全隱患;氧化鋁涂層增加微孔曲折度,自放電低于普通隔膜;降低了循環(huán)過(guò)程中的機(jī)械微短路,有效提升循環(huán)壽命,總體具有耐高溫性、高安全性、高倍率性、良好的浸潤(rùn)性、獨(dú)特的自關(guān)斷特性、低自放電率、循環(huán)壽命長(zhǎng)。
其中一層氧化鋁層2表面均勻涂布有5um的無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4,無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4由現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂涂料涂附后干燥形成,無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂料由門(mén)冬氨酸聚脲樹(shù)脂、磷酸三笨酯、磷酸三甲苯置、甲基膦酸二甲酯、分散劑、消泡劑、流平劑、聚異氰酸酯類(lèi)固化劑混合而成,其具有高效的阻燃效果易燃等級(jí)為S2,具有良好柔韌性,耐磨耐沖擊能力強(qiáng)可達(dá)到100cm/kg,絕緣強(qiáng)度高擊穿電壓大于15kv/mm,涂覆方便、平流性好、表面光滑,從而有效的提高了隔膜的阻燃效果,以及隔膜的隔絕效果。
無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4靠近PE膜側(cè)面均勻涂布有厚度為1um的異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層5,無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4遠(yuǎn)離PE膜側(cè)面均勻涂布有厚度為3um的異噻唑啉酮樹(shù)脂涂層5,異噻唑啉酮醛樹(shù)脂涂層由添加異噻唑啉酮的一種現(xiàn)有的酮醛樹(shù)脂涂料,通過(guò)酮醛樹(shù)脂的高附著能力涂覆在無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4表面,避免涂覆后產(chǎn)生脫落,由于異噻唑啉酮是一種良好的抗菌防腐劑,從而有效的提高了對(duì)無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4的防腐作用,有效的提高了無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4的使用壽命,且靠近PE膜的一側(cè)由于電解液接觸較少,且流動(dòng)性較小,從而使用厚度小,有效的降低成本,而另一側(cè)面與電解液接觸面積大,且電解液的流動(dòng)頻率高,從而提高厚度,有效的提高了使用的壽命。
另一層氧化鋁層2表面均勻涂布有6um的硅酸鹽阻燃涂層3,由現(xiàn)有的硅酸鹽阻燃涂料均勻涂成,其主要原料為無(wú)機(jī)硅酸鹽,具有不可燃的特性,并混合了JLS涂料阻燃劑,提高阻燃的效果,從而有效的提高對(duì)PE膜的阻燃效果,且與無(wú)鹵阻燃絕緣聚脲涂層4相互作用全面的對(duì)PE膜提供阻燃效果。
本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本實(shí)用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改,但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。