本實用新型涉及鋰電池技術領域,特別涉及一種鋰電池專用復合隔膜。
背景技術:
隨著現(xiàn)代科技的不斷進步,電子設備運用的十分普遍,目前的電子設備基本上通過鋰電池進行存儲電能,為電子設備進行供電,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。
在鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一;隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,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、負極分隔開來,防止兩極接觸而短路 , 此外還具有能使電解質離子通過的功能;隔膜材質是不導電的,其物理化學性質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;現(xiàn)有技術中的隔膜設計往往由于技術不夠成熟,當鋰電池長時間使用的情況下,鋰電池內部的溫度大幅度的上升,而目前的隔膜溫度較高后均會產生收縮,從而導致隔膜喪失隔絕效果,導致鋰電池容易產生短路,從而導致溫度更加快速的上升,從而導致鋰電池爆炸。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種鋰電池專用復合隔膜,其具有提高高溫下抗收縮能力的優(yōu)點。
本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的:包括基礎膜,所述基礎膜兩側面設均有陶瓷材料層,所述基礎膜兩側均設有抗收縮層,所述抗收縮層包括支撐片、連接片,所示支撐片沿基礎膜長度方向設置,所述支撐片呈波浪形,所述支撐片波峰位置與波谷位置的垂直高度與基礎膜寬度相同,所述連接片設置在基礎膜中心沿基礎膜長度方向設置,所述抗收縮層內設有填充層。
通過采用上述技術方案,隔膜在制造圓柱鋰電池時進行卷曲,從而抗收縮層產生彎曲,在高溫的環(huán)境下,基礎膜產生較大的收縮趨勢,由于抗收縮層的作用,支撐片有效的起到基礎膜寬度方向的支撐作用,而連接片連接著支撐片的中部,當產生收縮后支撐片向中部彈性變形,連接片能有效的拉住支撐片,從而有效的提高了整體的抗收縮能力,使基礎膜保持良好的狀態(tài),避免基礎膜過度的收縮,導致鋰電池產生短路并持續(xù)發(fā)熱甚至是爆炸的現(xiàn)象,且當溫度下降后通過抗收縮層的彈力作用有效的將基礎膜重新?lián)伍_,從而有效的提高了使用壽命,提高了使用安全性。
進一步的,所述抗收縮層由聚氯乙烯片制成。
通過采用上述技術方案,聚氯乙烯片有較好的機械性能,抗張強度60MPa左右,沖擊強度5~10kJ/m2,有優(yōu)異的介電性能,80~85℃開始軟化,130℃變?yōu)檎硰棏B(tài),從而在80度前具有良好的支撐作用,當溫度過高后產生軟化,避免基礎膜直接收縮撕裂,而導致內部直接短路。
進一步的,所述支撐片寬度為連接片寬度的3倍。
通過采用上述技術方案,支撐片的寬度較大能有效的提高較好的支撐力,連接片厚度較小,從而硬度降低、提高彈性,從而避免基礎膜直接收縮撕裂。
進一步的,所述抗收縮層厚度為2um。
通過采用上述技術方案,2um厚度抗收縮層具有較好的抗收縮能力,避免厚度過大導致彎折后斷裂。
進一步的,所述填充層為滑石粉粘層。
通過采用上述技術方案,滑石粉性狀穩(wěn)定,增加張力強度,剪切強度,撓曲強度,壓力強度,降低變形伸張率以及熱膨脹系數(shù)。
進一步的,所述陶瓷材料層為硫酸鋇涂層。
通過采用上述技術方案,硫酸鋇涂層具有較好的熱穩(wěn)定性、以及電化學性能。
進一步的,所述基礎膜為PEPP復合膜。
通過采用上述技術方案,PEPP復合膜由PE和PP復合而成,具有防潮性、耐熱性、拉伸強度高、阻隔性強,具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響。
綜上所述,本實用新型具有以下有益效果:
1、在溫度較高的情況下,隔膜的收縮率小,有效的提高了鋰電池的安全性;
2、隔膜具有較高的彎曲能力從而便于鋰電池的制造;
3、隔膜具有重新復原作用,提高使用壽命。
附圖說明
圖1是本實用新型的立體圖;
圖2是本實用新型的剖視圖;
圖3是本實用新型抗收縮層的設置狀態(tài)圖。
圖中,1、基礎膜;2、陶瓷材料層;3、抗收縮層;31、支撐片;32、連接片;4、填充層。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
一種鋰電池專用復合隔膜,包括基礎膜1,基礎膜1為PEPP復合膜,PEPP復合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硬彈性纖維的方法,制備出低結晶度的高取向聚丙烯聚乙烯薄膜,再高溫退火獲得高結晶度的取向薄膜,這種薄膜先在低溫下進行拉伸形成微缺陷,然后在高溫下使缺陷拉開,形成供電解液流動的間隙。
基礎膜1兩側面設均有陶瓷材料層2,陶瓷材料層2為硫酸鋇涂層,硫酸鋇涂層具有較好的熱穩(wěn)定性、以及電化學性能,能提高熱尺寸穩(wěn)定性,提高對電解液的吸液率,降低界面阻抗,150度時PEPP復合膜的熱收縮率低于3%,提高鋰電池的循環(huán)次數(shù),提高容量保持率,大大提高了鋰電池的綜合性能,結合抗收縮層3的支撐作用有效的減少了基礎膜1在受到較大溫度的情況下產生較大的收縮,減少鋰電池產生短路的現(xiàn)象。
基礎膜1兩側均設有抗收縮層3,抗收縮層3由聚氯乙烯片制成,抗收縮層3包括支撐片31、連接片32,支撐片31寬度為連接片32寬度的3倍,是支撐片31保持較大的強度,而連接片32具有較好的彈性,支撐片31沿基礎膜1長度方向設置,支撐片31呈波浪形,支撐片31波峰位置與波谷位置的垂直高度與基礎膜1寬度相同,連接片32設置在基礎膜1中心沿基礎膜1長度方向設置,隔膜在制造圓柱鋰電池時進行卷曲,從而抗收縮層3產生彎曲,在高溫的環(huán)境下,基礎膜1產生較大的收縮趨勢,由于抗收縮層3的作用,支撐片31有效的起到基礎膜1寬度方向的支撐作用,從而有效的克服基礎膜1產生的寬度方向的收縮作用,而連接片32連接著支撐片31的中部,當產生收縮后支撐片31向中部彈性變形,連接片32能有效的拉住支撐片31,防止支撐片31產生過度的變形,從而有效的提高了整體的抗收縮能力,使基礎膜1保持良好的狀態(tài),避免基礎膜1過度的收縮,導致鋰電池產生短路并持續(xù)發(fā)熱甚至是爆炸的現(xiàn)象,且當溫度下降后通過抗收縮層3具有較好的彈性復位能力,從而通過彈力作用有效的將基礎膜1重新?lián)伍_,從而有效的提高了使用壽命,提高了使用安全性。
聚氯乙烯片由現(xiàn)有的聚氯乙烯加工成2um厚度的薄片狀,有較好的機械性能以及彈性,抗張強度60MPa左右,沖擊強度5~10kJ/m2,有優(yōu)異的介電性能,80~85℃開始軟化,130℃變?yōu)檎硰棏B(tài),從而在80度前具有良好的支撐作用,當溫度過高后產生軟化,避免基礎膜1直接收縮撕裂,而導致內部直接短路,提高搞了安全性,當短路后溫度超過130度時軟化變成粘彈狀,從而具備一定的流動性,能填補附近的縫隙,減少短路的現(xiàn)象產生。
抗收縮層3內設有填充層4,填充層4為滑石粉粘層,由滑石粉通過粘性的膠水固化而成性狀穩(wěn)定,增加張力強度,剪切強度,撓曲強度,壓力強度,降低變形伸張率以及熱膨脹系數(shù),且能有效的填充抗收縮層3的空隙,從而使隔膜保持平整。
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,本領域技術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)造性貢獻的修改,但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。