【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池領域，具體地，本專利技術涉及一種防鋰離子電池內短路隔膜及其制備方法。
技術介紹
1、近年來隨著電動汽車的蓬勃發展，對鋰離子電池的需求越來越大。但是，隨著鋰離子電池的容量越來越大，其安全風險程度也成指數級增長。目前，由于固態電解液尚未實現真正商業化，聚烯烴類隔膜仍是鋰離子電池中的主要隔膜類型。但是聚烯烴類隔膜由于穿刺強度遠小于固態電解液，因此內短路的風險也相對更高。大量的鋰離子電池熱失控分析報告均指出，金屬毛刺穿透隔膜以及負極析鋰穿透隔膜導致的正負極片搭接是導致鋰離子電池熱失控的重要原因之一。
2、目前，工業上解決內短路的方法主要有：在漿料制備過程中對金屬顆粒混入嚴格管控，增加清洗次數與人工檢查；在極卷分切過程中引入視覺檢查系統檢查毛刺，以及增加人工顯微鏡檢查毛刺；在聚烯烴隔膜表面涂覆陶瓷顆粒增加隔膜抗穿刺強度等。但是，上述方法均存在一些問題：增加檢驗頻次和檢驗人員將會提高鋰離子電池生產成本，并且無法完全避免鋰離子電池后期析鋰導致的內短路；在聚烯烴隔膜表面涂覆陶瓷顆粒雖然可以一定程度提高隔膜強度，但是由于鋰離子電池內部仍然是依靠液體電解液傳導鋰離子，因此隔膜依然具備內部孔隙，這也為鋰枝晶后期的生長提供了通道，仍然無法避免內短路的發生及熱失控的風險。公開號為cn113078414a的專利技術專利申請中，提供了一種在聚丙烯基膜一面上涂覆聚乙烯微球和陶瓷涂層的復合隔膜。該隔膜在較低溫度可實現熱閉孔，在鋰離子電池發生熱失控時，低熔點聚乙烯微球受熱熔融填充至聚丙烯基膜微孔，阻斷鋰離子傳輸，提升鋰離子電池的安全
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于一種新的隔膜，本專利技術提出以發泡材料復合高分子材料制成隔膜，能夠保證鋰離子電池一旦發生內短路，局部內短路將會導致內短路區域發熱升溫，當溫度達到一定溫度時，高分子膜上的發泡材料受熱體積迅速膨脹，使得短路的正負極分隔開來，內短路反應停止，從而杜絕內短路的進行以防事態進一步惡化。
2、在本專利技術的一方面，本專利技術提出了一種隔膜。根據本專利技術的實施例，所述包括發泡材料和高分子膜，所述發泡材料分散在所述高分子膜上。
3、根據本專利技術的實施例，上述隔膜還可以進一步包括如下技術特征至少之一：
4、根據本專利技術的實施例，所述發泡材料為偶氮類有機物、酰肼類有機物、尿素衍生物或疊氮化合物中的一種或幾種的混合。
5、根據本專利技術的實施例，所述高分子材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚間苯二甲酰胺纖維素或殼聚糖中的一種或幾種的混合。
6、在本專利技術的另一方面，本專利技術還提出了一種制備隔膜的方法。根據本專利技術的實施例，所述方法包括：
7、s1：將發泡材料、高分子材料和溶劑進行第一混合處理，得到第一混合液；
8、s2：將成孔劑加入到所述第一混合液中進行第二混合處理，得到第二混合液；
9、s3：將所述第二混合液進行澆筑處理、浸入處理以及烘干處理，得到隔膜。
10、根據本專利技術的實施例，上述方法還可以進一步包括如下附加技術特征至少之一：
11、根據本專利技術的實施例，所述成孔劑為水和/或乙醇。
12、根據本專利技術的實施例，所述成孔劑的質量為所述第一混合液質量的0.5wt.％～5wt.％。
13、根據本專利技術的實施例，所述澆筑處理、浸入處理是通過將所述第二混合液澆筑在基板上，形成一層液膜，然后將基板浸入到水中進行的。
14、在本專利技術的另一方面，本專利技術還提出了一種制備隔膜的方法。根據本專利技術的實施例，所述包括：
15、a1：將發泡材料、高分子材料和溶劑進行第一混合處理，得到第一混合液；
16、a2：將所述第一混合液進行電紡處理和烘干處理，得到隔膜。
17、根據本專利技術的實施例，上述方法還可以進一步包括如下附加技術特征至少之一：
18、根據本專利技術的實施例，所述電紡處理是通過將第一混合液裝入電紡注射器中進行的，所述電紡處理的正高壓為10～20kv，負高壓為0～5kv，推注速度為0.2～5ml/h，滾筒轉速為20-100rpm，正負極之間距離為10～20cm。
19、根據本專利技術的實施例，所述發泡材料為偶氮類有機物、酰肼類有機物、尿素衍生物或疊氮化合物中的一種或幾種的混合。
20、根據本專利技術的實施例，所述高分子材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚間苯二甲酰胺纖維素或殼聚糖中的一種或幾種的混合。
21、根據本專利技術的實施例，所述溶劑為n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、丁酮、四氫呋喃、乙腈、甲醇中的一種或幾種的混合。
22、根據本專利技術的實施例，所述發泡材料的質量分數為1wt.％-10wt.％，所述高分子材料的質量分數為90wt.％-99wt.％。
23、根據本專利技術的實施例，所述第一混合液中所述發泡材料和高分子材料的質量分數為1wt.％～15wt.％。
24、根據本專利技術的實施例，所述烘干處理的溫度為60～80℃。
25、根據本專利技術的實施例，本專利技術的鋰離子電池高安全隔膜，由發泡材料和高分子膜組成，發泡材料分散在高分子膜上；當電池內部發生內短路時，金屬異物或鋰枝晶刺穿隔膜，導致內短路局部區域升溫，當溫度達到一定溫度時，高分子膜上的發泡材料受熱體積迅速膨脹，使得短路的正負極分隔開來，內短路反應停止，從而有效防止了鋰離子電池的內短路的發生。
26、根據本專利技術的實施例，本專利技術通過澆筑法或者靜電紡絲法將發泡劑與高分子復合制備成鋰離子電池隔膜，方法簡易。當內短路發生時，短路點區域會產熱升溫，從而引起隔膜內的發泡劑材料受熱膨脹，及時將正負極分隔，從而遏制電池進一步惡化至熱失控。相比于加強金屬顆粒及毛刺等異物管控、提高隔膜穿刺強度，使用該復合隔膜可以更有效的防止內短路的發生。
27、在本專利技術的再一方面，本專利技術還提出了一種隔膜。根據本專利技術的實施例，所述隔膜由前面所述的方法制備得到。
28、在本專利技術的再一方面，本專利技術還提出了一種電池。根據本專利技術的實施例，所述電池包括前面所述的隔膜。
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1.一種隔膜，其特征在于，包括發泡材料和高分子膜，所述發泡材料分散在所述高分子膜上。
2.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述發泡材料為偶氮類有機物、酰肼類有機物、尿素衍生物或疊氮化合物中的一種或幾種的混合。
3.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述高分子材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚間苯二甲酰胺纖維素或殼聚糖中的一種或幾種的混合。
4.一種制備隔膜的方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述成孔劑為水和/或乙醇；
6.一種制備隔膜的方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述電紡處理是通過將第一混合液裝入電紡注射器中進行的，所述電紡處理的正高壓為10～20kV，負高壓為0～5kV，推注速度為0.2～5mL/h，滾筒轉速為20-100rpm，正負極之間距離為10～20cm。
8.根據權利要求4或6任一項所述的方法，其特征在于，所述發泡材料為偶
9.一種隔膜，其特征在于，所述隔膜由根據權利要求4-8任一項所述的方法制備得到。
10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1-3任一項所述的隔膜或權利要求9所述的隔膜。
...【技術特征摘要】
1.一種隔膜，其特征在于，包括發泡材料和高分子膜，所述發泡材料分散在所述高分子膜上。
2.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述發泡材料為偶氮類有機物、酰肼類有機物、尿素衍生物或疊氮化合物中的一種或幾種的混合。
3.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述高分子材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚間苯二甲酰胺纖維素或殼聚糖中的一種或幾種的混合。
4.一種制備隔膜的方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述成孔劑為水和/或乙醇；
6.一種制備隔膜的方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁士碩，韓友國，王曉亞，
申請(專利權)人：安徽得壹能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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