本實用新型涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種鋰電池專用陶瓷隔膜。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,電子設(shè)備運用的十分普遍,目前的電子設(shè)備基本上通過鋰電池進(jìn)行存儲電能,為電子設(shè)備進(jìn)行供電,如:手機鋰電池、平板鋰電池、電動車鋰電池,甚至是動力鋰電池。
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)極分隔開來,防止兩極接觸而短路 , 此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的微缺陷;隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響;電池的種類不同,采用的隔膜也不同;在制造鋰電池時為了將隔膜能與正、負(fù)極能有效的貼合,從而在安裝的時候需要拉開隔膜,使隔膜處于張緊狀態(tài),避免產(chǎn)生褶皺,但在張緊的情況下隔膜里面了微缺陷容易張大,且安裝后維缺陷不會復(fù)原,且也有可能造成隔膜破裂,從而導(dǎo)致鋰電池制造后容易產(chǎn)生短路、爆炸。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種鋰電池專用陶瓷隔膜,其具有有效的提高抗拉效果,提高鋰電池質(zhì)量的優(yōu)點。
本實用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:一種鋰電池專用陶瓷隔膜,包括基礎(chǔ)膜,所述基礎(chǔ)膜兩側(cè)面設(shè)均有陶瓷材料層,其中一個所述陶瓷材料層遠(yuǎn)離基礎(chǔ)膜表面設(shè)有抗拉層,所述陶瓷材料層設(shè)有若干個交錯形成菱形網(wǎng)狀的凸條,所述抗拉層上還設(shè)有保護(hù)層,所述凸條嵌入保護(hù)層上,所述抗拉層為耐堿玻纖網(wǎng)格布,所述保護(hù)層為氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層。
通過采用上述技術(shù)方案,隔膜在制造圓柱鋰電池或者方形鋰電池時進(jìn)行卷曲,在卷曲的過程中將隔膜以及正、負(fù)電極片進(jìn)行拉直,從而是隔膜兩側(cè)能正、負(fù)電極片進(jìn)行有效的貼合,從而減少隔膜產(chǎn)生褶皺,提高鋰電池的品質(zhì),由于隔膜內(nèi)設(shè)置了耐堿玻纖網(wǎng)格布,耐堿玻纖網(wǎng)格布能對整體提供較高的抗拉伸能力,在安裝的過程中耐堿玻纖網(wǎng)格布有效的防止隔膜寬度方向以及長度方向進(jìn)行過度的拉伸,保持了隔膜的基礎(chǔ)狀態(tài),由于從陶瓷材料層凸出到抗拉層若干個交錯形成菱形網(wǎng)狀的凸條,從而能將耐堿玻纖網(wǎng)格布嵌入凹槽內(nèi),從而提高了耐堿玻纖網(wǎng)格布與陶瓷材料層以及保護(hù)層的固定效果,由于設(shè)置了菱形網(wǎng)狀的凸條,從而與耐堿玻纖網(wǎng)格布的紋路剛好形成了一定的角度,從而凸條與耐堿玻纖網(wǎng)格布鉸接的點進(jìn)行接觸,從而示耐堿玻纖網(wǎng)格布基本保持平整狀態(tài),保證了抗拉效果。
進(jìn)一步的,所述保護(hù)層上設(shè)有貫穿孔,所述貫穿孔穿過耐堿玻纖網(wǎng)格布間隙。
通過采用上述技術(shù)方案,貫穿孔能方便電解液的流動到陶瓷材料層,從而減少了保護(hù)層對電解液流動產(chǎn)生的限制,使電解液能有效的穿透隔膜。
進(jìn)一步的,所述抗拉層寬度等于基礎(chǔ)膜寬度。
通過采用上述技術(shù)方案,有效的提高了抗拉層對整個基礎(chǔ)膜起到良好的抗拉作用,提高抗拉效果。
進(jìn)一步的,所述抗拉層厚度為2um。
通過采用上述技術(shù)方案,較厚的抗拉層有效的提供了較好了抗拉效果,有效的防止基礎(chǔ)膜產(chǎn)生嚴(yán)重變形。
進(jìn)一步的,所述基礎(chǔ)膜為PE膜。
通過采用上述技術(shù)方案,PE膜具有防潮性、耐熱性、拉伸強度高、阻隔性強。
進(jìn)一步的,所述陶瓷材料層為氧化鋁層。
通過采用上述技術(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。
進(jìn)一步的,所述氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層由氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂料涂覆兩道而成。
通過采用上述技術(shù)方案,第一道氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層有效的將耐堿玻纖網(wǎng)格布進(jìn)行粘合,第一道氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層有效的提高了對耐堿玻纖網(wǎng)格布的防護(hù)作用,提高使用壽命。
進(jìn)一步的,所述氧化鋁層由氧化鋁涂料涂覆兩道而成。
通過采用上述技術(shù)方案,有效的提高了耐熱小效果,較好的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,本實用新型具有以下有益效果:
1、在安裝的過程中能起到較好的抗拉伸作用,有效的避免了隔膜產(chǎn)生損壞;
2、隔膜在安裝的過程中能有效的保持平整的狀態(tài),有效的提高了與正、負(fù)極片的貼合效果,有效的提高了鋰電池的質(zhì)量;
3、隔膜使用壽命高、安全性高。
附圖說明
圖1是本實用新型的立體圖;
圖2是本實用新型的爆炸圖。
圖中,1、基礎(chǔ)膜;2、陶瓷材料層;21、凸條;3、抗拉層;4、保護(hù)層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
一種鋰電池專用陶瓷隔膜,包括基礎(chǔ)膜1,基礎(chǔ)膜1為PE膜,PE膜通過干法單向拉伸工藝制成,干法單向拉伸工藝是通過生產(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,提高電解液在基礎(chǔ)膜1內(nèi)的流動性,提高鋰電池性能。
基礎(chǔ)膜1兩側(cè)面設(shè)均有陶瓷材料層2,陶瓷材料層2為氧化鋁層,三氧化二鋁作為一種無機物,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,保證氧化鋁對電解液的相容性及浸潤性;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)過程中的機械微短路,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、良好的浸潤性、獨特的自關(guān)斷特性、低自放電率、循環(huán)壽命長。
其中一個陶瓷材料層2遠(yuǎn)離基礎(chǔ)膜1表面設(shè)有厚度為2um的抗拉層3,陶瓷材料層2設(shè)有若干個交錯形成菱形網(wǎng)狀的凸條21,抗拉層3上還設(shè)有保護(hù)層4,所述凸條21嵌入保護(hù)層4上,抗拉層3為耐堿玻纖網(wǎng)格布,保護(hù)層4為氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層,抗拉層3寬度等于基礎(chǔ)膜1寬度,有效的提高了抗拉層3對整個基礎(chǔ)膜1起到良好的抗拉作用,提高抗拉效果,隔膜在制造圓柱鋰電池或者方形鋰電池時進(jìn)行卷曲,在卷曲的過程中將隔膜以及正、負(fù)電極片進(jìn)行拉直,從而是隔膜兩側(cè)能正、負(fù)電極片進(jìn)行有效的貼合,從而減少隔膜產(chǎn)生褶皺,提高鋰電池的品質(zhì),由于隔膜內(nèi)設(shè)置了耐堿玻纖網(wǎng)格布,耐堿玻纖網(wǎng)格布能對整體提供較高的抗拉伸能力,在安裝的過程中耐堿玻纖網(wǎng)格布有效的防止隔膜寬度方向以及長度方向進(jìn)行過度的拉伸,保持了隔膜的基礎(chǔ)狀態(tài),由于從陶瓷材料層2凸出到抗拉層3若干個交錯形成菱形網(wǎng)狀的凸條21,從而能將耐堿玻纖網(wǎng)格布嵌入凹槽內(nèi),從而提高了耐堿玻纖網(wǎng)格布與陶瓷材料層2以及保護(hù)層4的固定效果,由于設(shè)置了菱形網(wǎng)狀的凸條21,從而與耐堿玻纖網(wǎng)格布的紋路剛好形成了一定的角度,從而凸條21與耐堿玻纖網(wǎng)格布鉸接的點進(jìn)行接觸,從而示耐堿玻纖網(wǎng)格布基本保持平整狀態(tài),保證了抗拉效果。
氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層上設(shè)有貫穿孔,貫穿孔穿過耐堿玻纖網(wǎng)格布間隙,貫穿孔能方便電解液的流動到陶瓷材料層2,從而減少了保護(hù)層4對電解液流動產(chǎn)生的限制,使電解液能有效的穿透隔膜。
氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層由現(xiàn)有的氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂料涂覆兩道而成,具有較好的粘附效果,且對耐堿玻纖網(wǎng)格布產(chǎn)生較好的防腐蝕、防磨損效果,有效的提高了使用的壽命,第一道氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層有效的將耐堿玻纖網(wǎng)格布填平,使耐堿玻纖網(wǎng)格布能進(jìn)行有效的粘合,第二道氯乙烯偏氯化烯共聚乳液涂層有效的提升防腐防磨效果。
氧化鋁層由氧化鋁涂料涂覆兩道而成,第一道氧化鋁層保證氧化鋁對電解液的相容性及浸潤性;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)過程中的機械微短路,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、良好的浸潤性、獨特的自關(guān)斷特性、低自放電率、循環(huán)壽命長。
第二道氧化鋁層通過帶凹紋的涂覆輥進(jìn)行涂覆從而能形成菱形網(wǎng)狀的凸條21,便于耐堿玻纖網(wǎng)格布的安裝,且與第一道氧化鋁層的粘附效果好,提高連接效果。
本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋,其并不是對本實用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改,但只要在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。