一種復(fù)合隔膜以及含有該復(fù)合隔膜的動(dòng)力鈦酸鋰電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及動(dòng)力鐵酸裡電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種復(fù)合隔膜W及含有該復(fù) 合隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵酸裡電池因其出色的循環(huán)性能和倍率性能，近年來得到了飛速發(fā)展，但鐵酸裡 電池的安全性一直是制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題。電池中隔膜正是關(guān)乎電池安全性的關(guān)鍵組成 部分。隔膜是具有多孔結(jié)構(gòu)的電絕緣性薄膜，作用是隔離電池正極和負(fù)極，并使電池內(nèi)的電 子不能自由穿過，但同時(shí)又能夠讓離子在正負(fù)極間自由通過。因此電池隔膜需要具有優(yōu)良 的電絕緣性、高離子通過率、良好的機(jī)械性能、耐溶劑性能、耐高溫性能、高潤濕性能等。
[0003] 目前鐵酸裡電池隔膜的材料主要為具有微孔結(jié)構(gòu)的聚締姪薄膜，聚締姪隔膜的熱 閉合效應(yīng)對電池的安全性起到了關(guān)鍵作用，當(dāng)電池內(nèi)部溫度升高，隔膜中的低烙點(diǎn)聚合物 會(huì)首先出現(xiàn)烙融而閉合隔膜中的微孔，使得離子通道被阻斷，可W防止由于過熱發(fā)生反應(yīng) 而導(dǎo)致爆炸。但是實(shí)際上，單層聚合物的隔膜材料，當(dāng)達(dá)到熱閉合溫度時(shí)，雖然烙融閉合了 孔洞，但卻由于外部環(huán)境，溫度還會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步升高的情況，使得整個(gè)隔膜材料出現(xiàn)破壞， 從而發(fā)生爆炸。
[0004] 為了解決該種問題，多層復(fù)合的隔膜得到了發(fā)展，授權(quán)公告號CN203910894U，授 權(quán)公告日2014年10月29日的中國專利公開了一種耐溫性安全裡離子電池隔膜，包括聚締 姪層和復(fù)合在聚締姪層上、下表面的第一陶瓷涂層，聚締姪層上均勻設(shè)有通孔，通孔內(nèi)壁上 設(shè)有第二陶瓷涂層，孔隙率為40-55% ;聚締姪層厚為6-30微米；第一陶瓷涂層厚為1-10 微米。采用該電池隔膜制造的裡離子電池具有較好的安全性；該裡離子電池隔膜孔隙率高， 具有很好的力學(xué)性能和耐溫性能。
[0005] 但該專利也存在不足之處；在聚締姪層的上下表面涂覆了陶瓷涂層后，在一定程 度上影響了隔膜對電解液的潤濕性，從而進(jìn)一步影響電池的循環(huán)性能和倍率性能。
[0006] 海泡石是一種纖維狀的粘±礦物，內(nèi)部具有多孔結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂袃?yōu)異的吸附性能， 此外還擁有良好的隔熱、絕緣、抗腐蝕、熱穩(wěn)定性能。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種安全性高、潤濕性優(yōu)異、耐溫性和 力學(xué)性能好的復(fù)合隔膜W及含有該隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池，該電池有著出色的循環(huán)性能、 倍率性能和安全性。
[000引本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案為；一種復(fù)合隔膜，為具有=層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，其中中 間層為隔膜基材，所述隔膜基材為高保濕薄膜或高保濕無紡布，所述高保濕薄膜或高保濕 無紡布的材料為復(fù)合有納米海泡石的聚丙締、聚己締或飽和聚醋，復(fù)合隔膜的上層與下層 為無機(jī)物涂層。
[0009] 所述復(fù)合隔膜上均勻分布有孔徑為100-300納米的微孔，復(fù)合隔膜的孔隙率為 35% -65%。
[0010] 復(fù)合隔膜的中間層的材料為復(fù)合有納米海泡石的聚丙締、聚己締或飽和聚醋，聚 丙締、聚己締或飽和聚醋是常用的電池隔膜材料，價(jià)格低廉，具有良好的熱閉合效應(yīng)，且具 有一定的機(jī)械強(qiáng)度，無機(jī)物涂層能夠提高隔膜的抗拉伸強(qiáng)度W及耐熱性能，即使電池內(nèi)部 溫度升高到一定程度，由于涂層的保護(hù)，隔膜基材也不會(huì)被完全破壞而導(dǎo)致電池短路，增加 了電池的安全性能，但是隔膜基材厚度較薄時(shí)，對電解液的浸潤性能和吸濕性能比較一般， 如果再在其上下表面再涂覆有涂層，在一定程度上阻隔了電解液通過隔膜基材，浸潤性能 和吸濕性能進(jìn)一步下降，會(huì)增加電池內(nèi)阻，影響電池性能。而在隔膜基材中復(fù)合了納米海泡 石后，可W解決該一問題。海泡石是一種纖維狀的粘±礦物，內(nèi)部具有多孔結(jié)構(gòu)具有及其優(yōu) 異的吸附性能，電解液接觸隔膜基材后，能夠快速擴(kuò)散到微孔結(jié)構(gòu)中，從而被迅速吸收，如 此，隔膜的離子通過率大大提高，電池內(nèi)阻減小，其循環(huán)性能和倍率性能也得到提升，此外 海泡石還擁有良好的隔熱、絕緣、抗腐蝕、熱穩(wěn)定性能，進(jìn)一步增強(qiáng)了電池的安全性。
[0011] 作為優(yōu)選，所述隔膜基材的厚度為10-30微米。隔膜基材不宜太薄，否則影響其對 電解液的保濕性和機(jī)械強(qiáng)度，隔膜基材也不宜過厚，否則太厚會(huì)占有過多體積，影響電解液 的儲(chǔ)存容量。
[0012] 作為優(yōu)選，所述高保濕薄膜或高保濕無紡布中納米海泡石的質(zhì)量含量為 l〇-30wt%。
[0013] 作為優(yōu)選，所述無機(jī)物涂層為二氧化錯(cuò)、二氧化尉；、二氧化鞋或S氧化二侶的一種 或幾種。
[0014] 作為優(yōu)選，所述無機(jī)物涂層的厚度為1-5微米。無機(jī)物涂層不宜過厚，否則容易影 響隔膜的離子通過率和對電解液的浸潤性能。
[0015] 本實(shí)用新型還提供了一種含有上述復(fù)合隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池，包括呈方形的侶 塑外包裝殼W及設(shè)于所述侶塑外包裝殼內(nèi)的正極片、負(fù)極片、復(fù)合隔膜和電解液，所述復(fù)合 隔膜呈Z字型折疊成若干層，每兩層復(fù)合隔膜之間設(shè)有正極片或負(fù)極片，正極片與負(fù)極片 相互間隔分布，所述電解液填充于復(fù)合隔膜與正極片、負(fù)極片的間隙之中，正極片和負(fù)極片 的同一側(cè)邊緣上設(shè)有極耳，所述極耳貫穿侶塑外包裝殼且位于侶塑外包裝殼的外部。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)對比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型提供的電池復(fù)合隔膜，具 有=層復(fù)合結(jié)構(gòu)，上層和下層的無機(jī)物涂層能夠加強(qiáng)隔膜的耐溫性和抗拉伸性能，安全性 好；中間層對電解液具有優(yōu)異的浸潤性能和保濕性能，解決了上下兩涂層對中間層浸潤性 能和保濕性能影響的問題。含有該復(fù)合隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池，安全性高、循環(huán)性能和倍率 性能突出。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型中復(fù)合隔膜的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[001引圖2是本實(shí)用新型中動(dòng)力鐵酸裡電池內(nèi)部的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)記為；隔膜基材1、隔膜上層2、隔膜下層3、復(fù)合隔膜4、正極片5、負(fù)極片6。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 如圖1所示；一種復(fù)合隔膜，為具有=層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，其中間層為厚度為20微米 的隔膜基材1，所述隔膜基材1為復(fù)合有納米海泡石的聚丙締薄膜，其中納米海泡石的質(zhì)量 含量為20wt%。
[0023] 復(fù)合隔膜的上層2與下層3為厚度為3微米的二氧化錯(cuò)涂層。復(fù)合隔膜上均勻分 布有孔徑為200納米的微孔，復(fù)合隔膜的孔隙率為50%。
[0024] 如圖2所示，一種含有上述復(fù)合隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池，容量為20Ah，包括呈方形 的侶塑外包裝殼W及設(shè)于所述侶塑外包裝殼內(nèi)的正極片5、負(fù)極片6、復(fù)合隔膜4和電解液， 所述復(fù)合隔膜4呈Z字型折疊成八層，每兩層復(fù)合隔膜4之間設(shè)有正極片5或負(fù)極片6,正 極片5與負(fù)極片6相互間隔分布，所述電解液填充于復(fù)合隔膜4與正極片5、負(fù)極片6的間 隙之中，正極片5和負(fù)極片6的同一側(cè)邊緣上設(shè)有極耳，所述極耳貫穿侶塑外包裝殼且位于 侶塑外包裝殼的外部。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 如圖1所示，一種復(fù)合隔膜，為具有=層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，其中間層為厚度為10微米 的隔膜基材1，所述隔膜基材1為復(fù)合有納米海泡石的聚己締薄膜，其中納米海泡石的質(zhì)量 含量為lOwt%。
[0027] 復(fù)合隔膜的上層2與下層3為厚度為1微米的二氧化鐵涂層。復(fù)合隔膜上均勻分 布有孔徑為100納米的微孔，復(fù)合隔膜的孔隙率為35%。
[002引如圖2所示，一種含有上述復(fù)合隔膜的動(dòng)力鐵酸裡電池，容量為20Ah，包括呈方形 的侶塑外包裝殼W及設(shè)于所述侶塑外包裝殼內(nèi)的正極片5、負(fù)極片6、復(fù)合隔膜4和電解液， 所述復(fù)合隔膜呈Z字型折疊成八層，每兩層復(fù)合隔膜之間設(shè)有正極片或負(fù)極片，正極片與 負(fù)極片相互間隔分布，所述電解液填充于隔膜與正極片、負(fù)極片的間隙之中，正極片和負(fù)極