專利名稱：鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為運(yùn)輸工具使用的動(dòng)力鋰離子二次電池或者作為電 動(dòng)工具等設(shè)備使用的功率型二次鋰離子電池。特別涉及一種在鋰離子電池 二極片間原有的鋰離子電池隔膜中覆設(shè)聚酰亞胺(PI)改性膜的鋰離子電池 隔膜復(fù)合膜及其聚酰亞胺(PI欣性膜的制造工藝。
背景技術(shù)：
目前，公知的二次鋰離子電池隔膜均采用單層PE或PP隔膜或復(fù)合 PP/PE/PP隔膜的鋰離子電池，其安全性無(wú)法保證，尤其是在筆記本電腦等 數(shù)碼設(shè)備或大功率設(shè)備或運(yùn)輸工業(yè)上應(yīng)用時(shí)，面臨燃燒、爆炸等安全隱患， 而且還存在過(guò)充、過(guò)流、加熱、擠壓、跌落等所帶來(lái)的安全隱患。
CN200610000611.1公開了一種"電池隔膜及其制備方法以及含該隔膜 的鋰離子二次電池"。它的目的是提供一種機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱性能好的電池 隔膜及其制備方法以及鋰離子二次電池。其技術(shù)方案電池隔膜包括基材 和分布在基材上的孔，其中，所述基材含有聚酰亞胺。電池隔膜的制備方 法包括將含有基材、成孔物質(zhì)和溶劑的溶液成膜，并在低于基材玻璃化溫 度下除去成孔物質(zhì)。其不足之處在于其制備方法中通過(guò)前工序加入成孔 物質(zhì)，后工序除去成孔物質(zhì)的辦法制成孔膜，使得工藝復(fù)雜，導(dǎo)致成品成 本高，難以商業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述公知技術(shù)中的不足之處，提供一種在原有 鋰離子電池隔膜上覆設(shè)一層聚酰亞胺(PI)改性膜的復(fù)合層結(jié)構(gòu)，將極大地提 升鋰離子電池的過(guò)充性能、過(guò)流性能、加熱性能(》150t)、擠壓性能、跌 落性能等鋰離子電池的安全性能，使得鋰離子電池在使用過(guò)程中不燃燒、不爆炸，為鋰離子電池在大功率設(shè)備或運(yùn)輸工具上的商業(yè)化使用提供安全 保障的鋰離子電池隔膜復(fù)合膜。本發(fā)明的另一 目的是提供一種鋰離子二次 電池隔膜復(fù)合膜的聚酰亞胺(PI)膜不需要成孔物質(zhì)，成膜時(shí)即為多孔膜的聚 酰亞胺(PI)改性膜的制造工藝。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到
這種鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，包括鋰離子電池的兩個(gè)極片，其牛寺 殊之處在于所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是聚酰亞胺(PI) 膜與普通隔膜的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
所述聚酰亞胺(PI)是主鏈含有酰亞氨基團(tuán)(-C-N-C-)的聚合物。 所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的一種或數(shù)種復(fù)合結(jié)構(gòu)。 所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由聚酰亞胺(PI)膜、普通隔膜各自成膜后疊合的復(fù)合層 結(jié)構(gòu)。
所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的聚酰亞胺(PI)膜、且各自 成膜后疊合的復(fù)合層組成。
所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)膜之間的普通隔膜、且各 自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
所述復(fù)合層結(jié)構(gòu)由聚酰亞胺(PI)膜與普通隔膜復(fù)合而成的多層聚合物 膜結(jié)構(gòu)。
所述聚酰亞胺(PI膽設(shè)有若干孔徑^5納米的微孔，且空隙率大于25%。 本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到
這種鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，包括鋰離子電池的兩個(gè)極片，其特 殊之處在于所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是孔隙率^ 25%、孑L徑^5納米、熔融溫度^20(/C的多孑L膜與普通隔膜的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。 所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的一種或數(shù)種復(fù)合結(jié)構(gòu)。 所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由孔隙率>25%、孔徑》5納米、熔融溫度^200。C的多孔膜、普通隔膜各自成膜后疊合的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的孔隙率> 25% 、孔徑> 5 納米、熔融溫度》200。C的多孔膜、且各自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層分別由孔隙率>25%、孔徑^5納米、熔 融溫度^20(fC構(gòu)成的多孑L膜之間的普通隔膜、且各自成膜后疊合的復(fù)合層 組成。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到
這種制備權(quán)利要求1所述鋰離子二次電池隔膜的方法，其特殊之處在 于將聚酰亞胺(PI)的前驅(qū)體與溶劑混合反應(yīng)成低聚物溶液，然后將該低聚 物溶液成膜或紡絲后成多孔膜,并在〉200"C下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺(PI)或含有聚 酰亞胺(PI)成份的多孑L膜。
本發(fā)明相比公知技術(shù)，具有如下積極效果
1、 過(guò)充性能電流》10Cs (A)電壓》10V時(shí)，對(duì)鋰離子二電池進(jìn)行 過(guò)充電，鋰離子電池不燃燒、不爆炸。
2、 加熱性能鋰離子電池在>150它的溫度下加熱并保持2小時(shí)以上， 鋰離子電池不燃燒、不爆炸。
3、 聚酰亞胺(PI)膜的制備不需要成孔物質(zhì)，成膜時(shí)即為多孔膜的聚酰 亞胺(PI)改性膜，因而，簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)省了成本。


圖1是本發(fā)明的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1復(fù)合膜由聚酰亞胺(PI)膜或由孔隙率》25呢、孔徑》5納米、
熔融溫度^2000C構(gòu)成的多 L膜、單層(PE)隔膜各自成膜后疊合的復(fù)合膜結(jié)
構(gòu)示意圖。
圖3是圖1復(fù)合膜由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的聚酰亞月安(PI)膜或由孔 隙率》25%、孔徑^5納米、熔融溫度^200。C構(gòu)成的多孑L膜復(fù)合各自成膜后疊合的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1復(fù)合膜由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)膜或由孔隙率^259fc、孔 徑》5納米、熔融溫度^200。C構(gòu)成的多孑L膜之間的普通隔膜復(fù)合各自成膜 后疊合的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖1復(fù)合膜由聚酰亞胺(PI)膜或由孔隙率^25呢、孔徑>5納米、 熔融溫度^2000C構(gòu)成的多孔膜與單層普通隔膜合成的聚合膜的結(jié)構(gòu)示意 圖。
圖6是圖1復(fù)合膜由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的聚酰亞胺(PI鵬或由孔 隙率>25%、孔徑》5納米、熔融溫度^200。C構(gòu)成的多孔膜復(fù)合而成的多 層聚合物膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖1復(fù)合膜由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)膜或兩層由孔隙率》 25%、孔徑^5納米、熔融溫度^20()0C構(gòu)成的多孔膜之間的普通隔膜復(fù)合 而成的多層聚合物膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖1復(fù)合膜的微^^示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳述
請(qǐng)參閱圖1所示，該鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)是在鋰離子 電池極片1、極片2之間覆設(shè)由聚酰亞胺(PI)膜51或由孔隙率》25%、孔徑 》5納米、熔融溫度^200。C構(gòu)成的多孔膜51與普通隔膜52構(gòu)成的復(fù)合層 結(jié)構(gòu)5。所述聚酰亞胺(PI) 51是主鏈含有酰亞氨基團(tuán)(-C-N-C-)的聚合物。
請(qǐng)參閱圖2所示，所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)5是由聚酰亞胺(PI)膜51或由孔隙 率>25%、孔徑^5納米、熔融溫度》200"C構(gòu)成的多孔膜51、單層普通隔 膜52各自成膜后疊合的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖3所示，所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)5是由夾設(shè)于兩層普通隔膜52之間 的聚酰亞胺(PI)膜51或由孔隙率>25%、孔徑》5納米、熔融溫度》200。C構(gòu)成的多孔膜51 、且各自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
請(qǐng)參閱圖4所示，所述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)5是由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)51膜 或由孔隙率》25%、孔徑》5納米、熔融溫度^20(fC構(gòu)成的多孔膜51之間 的普通隔膜52 、且各自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
請(qǐng)參閱圖5所示，所述復(fù)合層結(jié)構(gòu)5是由聚酰亞胺(PI)膜51或由孔隙 率》25%、孔徑》5納米、熔融溫度^2(X)QC構(gòu)成的多孑L膜51與單層普通隔 膜52復(fù)合而成的多層聚合物膜結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖6所示，所述復(fù)合層結(jié)構(gòu)5是由夾設(shè)于兩層普通隔膜52之間 的聚酰亞胺(PI)膜51或由孔隙率》25%、孔徑^5納米、熔融溫度^2(XfC 構(gòu)成的多孔膜51復(fù)合而成的多層聚合物膜結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖7所示，所述復(fù)合層結(jié)構(gòu)5是由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)膜 51或由孔隙率>25%、孔徑》5納米、熔融溫度》200"C構(gòu)成的多孔膜51 之間的普通隔膜52復(fù)合而成的多層聚合物膜結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖8所示，所述聚酰亞胺(PI)膜或由孔隙率^259fc、孔徑^5納 米、熔融溫度^200。C構(gòu)成的多孔膜51設(shè)有若干5納米~ 50微米的微孔， 且空隙率大于25%。
制備方法將聚酰亞胺(PI)51或由孔隙率》25呢、孔徑^5納米、熔融 溫度^200。C構(gòu)成的多孑L膜51的前驅(qū)體與溶劑混合反應(yīng)成低聚物溶液，然 后將該低聚物溶液成膜或紡絲后成多孔膜,并在>200乞下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺 (PI)膜51或含有聚酰亞胺(PI誠(chéng)份的多 L膜。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的 均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，包括鋰離子電池的兩個(gè)極片，其特征在于所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是聚酰亞胺(PI)膜與普通隔膜的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 聚酰亞胺(PI)是主鏈含有酰亞氨基團(tuán)(-C-N-C-)的聚合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的一種或數(shù)種復(fù)合結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由聚酰亞胺(PI)膜、普通隔膜各自成膜后疊合的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的聚酰亞胺(PI)膜、且各自成膜后疊合的 復(fù)合層組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層聚酰亞胺(PI)膜之間的普通隔膜、且各自成膜后疊合 的復(fù)合層組成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所述 復(fù)合層結(jié)構(gòu)由聚酰亞J3安(PI)膜與普通隔膜復(fù)合而成的多層聚合物膜結(jié)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1~7所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于 所述聚酰亞胺(PI)膜設(shè)有若干孔徑》5納米的微孔，且空隙率大于25% 。
9、 一種鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，包括鋰離子電池的兩個(gè)極片，其特征 在于所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是孔隙率》25%、孑L徑》5 納米、熔融溫度》200"C的多 L膜與普通隔膜的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所 述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的 一種或數(shù)種復(fù)合結(jié)構(gòu)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所 述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由孑L隙率》25呢、孔徑》5納米、熔融溫度》200"C的多子L膜、普 通隔膜各自成膜后疊合的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所 述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層普通隔膜之間的孔隙率》25%、孔徑》5納米、熔融 溫度》200"C的多 L膜、且各自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜，其特征在于所 述復(fù)合膜結(jié)構(gòu)由夾設(shè)于兩層分別由孔隙率》25%、孔徑》5納米、熔融溫度》 200"C構(gòu)成的多孔膜之間的普通隔膜、且各自成膜后疊合的復(fù)合層組成。
14、 一種制備權(quán)利要求1所述鋰離子二次電池隔膜的方法，其特征在于 將聚酰亞胺(PI)的前驅(qū)體與溶劑混合反應(yīng)成低聚物溶液，然后將該低聚物溶液成 膜或紡絲后成多孔膜,并在>200它下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺(PI)或含有聚酰亞胺(PI)成 份的多孔膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在鋰離子電池二極片間原有的鋰離子二次電池隔膜中覆設(shè)聚酰亞胺(PI)改性膜的鋰離子二次電池隔膜復(fù)合膜及其聚酰亞胺(PI)改性膜的制備方法；該復(fù)合膜將提升鋰離子電池的過(guò)充電性能、過(guò)流性能、加熱測(cè)試性能(≥150℃)、擠壓測(cè)試性能、針刺試驗(yàn)性能、跌落性能等鋰離子電池的安全性能，使得鋰離子電池在使用過(guò)程中不燃燒、不爆炸，為鋰離子電池在大功率設(shè)備或運(yùn)輸工具上的商業(yè)化使用提供了安全保障。其制備方法將聚酰亞胺(PI)的前驅(qū)體與溶劑混合反應(yīng)成低聚物溶液，然后將該低聚物溶液成膜或紡絲后成多孔膜，并在＞200℃下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺(PI)或含有聚酰亞胺(PI)成份的多孔膜。
文檔編號(hào)B32B27/34GK101304082SQ200810067
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者金 梁 申請(qǐng)人:金 梁