多层复合耐高温隔膜的制作方法

本实用新型涉及锂电池隔膜技术领域，具体涉及多层复合耐高温隔膜。

背景技术：

锂离子电池已广泛用于消费电子、电动工具和电动车等行业，具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、功率高和绿色环保等优点。随着锂离子电池应用越来越广泛，其面临更高能量密度及更高安全性能的挑战。隔膜是锂离子电池重要原材料之一，隔膜的厚度、耐热性、机械强度和孔隙率等指标对电池的能量密度、安全性能、内阻及功能等具有重要的影响。

传统pe隔膜与pp隔膜，不仅热收缩率较高，与电解液亲和力较弱，设计电池时隔膜预留尺寸较大，而且体积能量密度小，一旦发生热失控，电池温度会迅速攀升，使锂离子电池的安全性能面临挑战。目前，多采用在聚烯烃隔膜表面涂覆陶瓷层增加隔膜热稳定性，但简单的陶瓷涂覆使得隔膜透气损失较大、与极片粘结力较差、电芯卷绕过程中对电极的层架特性恶化，而且温度一旦达到聚烯烃隔膜破膜温度，同样发生短路，引起燃烧或爆炸现象。耐高温聚合物涂层为一种已知材料，其由pei和tio2混合形成，本实用新型利用耐高温聚合物涂层以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在之缺失，提供多层复合耐高温隔膜，其能提高隔膜耐热性和电解液亲和力，降低透气损失，并提高隔膜与极片间的粘结力，提高电池的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种多层复合耐高温隔膜，包括聚烯烃基膜层，所述聚烯烃基膜层的一侧或两侧涂覆有耐高温聚合物涂层，所述耐高温聚合物涂层的表面涂覆有耐高温混合涂层，所述耐高温混合涂层的表面涂覆有聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层，所述耐高温聚合物涂层为聚醚酰亚胺(pei)涂层，所述聚醚酰亚胺(pei)涂层中掺杂有tio2粒子。

作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层为陶瓷和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)的混合涂层。作为一种优选方案，所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为0.5-10μm。

作为一种优选方案，所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为2-4μm。

作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为1-5μm。

作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为2-3μm。

作为一种优选方案，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层的涂覆厚度为1-6μm。

作为一种优选方案，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层的涂覆厚度为2-5μm。

作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层为pp膜、pe膜或pp/pp复合膜。

作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层的厚度为5-20μm。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，1、通过在聚烯烃基膜层的表面涂覆耐高温聚合物涂层，从而利用耐高温聚合物涂层中的pei机械强度高，并且高温下不易收缩的特性，提高涂层结构稳定性；2、通过在耐高温聚合物涂层中掺杂tio2粒子，通过tio2粒子的支撑为锂离子的通过提供更多、更好的通道，减少粒子间的应力，提高电池的稳定性和循环性能；3、通过在耐高温聚合物涂层的表面涂覆耐高温混合涂层，从而提高了隔膜热稳定性，增加对电解液亲和力及吸液率，且耐高温混合涂层和混合涂层表面的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层叠加形成梯度，减弱电芯卷绕过程中陶瓷对电极的层压特性恶化情况，同时通过在外层涂覆与电解液亲和力较好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层，提高了隔膜与极片间的粘结力及电芯硬度，提高电池的稳定性。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明：

附图说明

图1是本实用新型之实施例的结构示意图；

图2是本实用新型之实施例的耐高温聚合物涂层的结构示意图；

图3是本实用新型之另一实施例的结构示意图。

附图标识说明：

10、聚烯烃基膜层；20、耐高温聚合物涂层；

21、聚醚酰亚胺(pei)涂层；22、tio2粒子；

30、耐高温混合涂层；40、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，一种多层复合耐高温隔膜，包括聚烯烃基膜层10，所述聚烯烃基膜层10的一侧涂覆有耐高温聚合物涂层20，所述耐高温聚合物涂层20的表面涂覆有耐高温混合涂层30，所述耐高温混合涂层30的表面涂覆有聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层40，所述耐高温聚合物涂层20为聚醚酰亚胺(pei)涂层21，所述聚醚酰亚胺(pei)涂层21中掺杂有tio2粒子22。所述耐高温混合涂层30为陶瓷和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)混合涂层。

具体的，所述耐高温聚合物涂层20的涂覆厚度为0.5-10μm，优选厚度为2-4μm。所述耐高温混合涂层30的涂覆厚度为1-5μm，优选厚度为2-3μm。所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层40的涂覆厚度为1-6μm，优选厚度为2-5μm。

本实用新型中，所述聚烯烃基膜层10为pp膜、pe膜或pp/pp复合膜。所述聚烯烃基膜层10的厚度为5-20μm。

如图3所示，本实用新型的另一实施例，其与上述实施例的区别在于：所述聚烯烃基膜层10的两侧均涂覆有耐高温聚合物涂层20，所述耐高温聚合物涂层20的表面均涂覆有耐高温混合涂层30，所述耐高温混合涂层30的表面均涂覆有聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层40。

综上所述，本实用新型通过在聚烯烃基膜层10的表面涂覆耐高温聚合物涂层20，从而利用耐高温聚合物涂层20中的pei机械强度高，并且高温下不易收缩的特性，提高涂层结构稳定性；通过在耐高温聚合物涂层20中掺杂tio2粒子，通过tio2粒子的支撑为锂离子的通过提供更多、更好的通道，减少粒子间的应力，提高电池的稳定性和循环性能；通过在耐高温聚合物涂层20的表面涂覆耐高温混合涂层30，从而提高了隔膜热稳定性，增加对电解液亲和力及吸液率，且耐高温混合涂层30和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层40叠加形成梯度，减弱电芯卷绕过程中陶瓷对电极的层压特性恶化情况，同时通过在外层涂覆与电解液亲和力较好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)涂层40，提高了隔膜与极片间的粘结力及电芯硬度，提高电池的稳定性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，故凡是依据本实用新型的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。