摘要: 本发明提供了动力电池隔膜、其制备方法及包括其的动力电池。该动力电池隔膜包括:隔膜本体,具有第一表面和与第一表面相对的第二表面;以及位于第一表面上的第一改性层,和/或位于第二表面上的第二改性层;第一改性层、第二改性层分别包括基材和分散在基材中的相变胶囊;其中,相变胶囊具有核壳结构,相变胶囊的壳层中包括聚合物和分散在聚合物中的陶瓷颗粒,相变胶囊的核层中包括相变材料。上述动力电池隔膜的热性能较高,高温或者热失控下的隔膜失效几率较小,使用该隔膜能够显著提高动力电池的安全性。
申请号: | 2.01511E+11 | 申请日: | 2015.12.11 | 国家/省市: | 中国北京(11) |
公开号: | 105355824A | 公开日: | 2016.02.24 | 主分类号: | H01M 2/16(2006.01) |
授权公告号: | 授权公告日: | 分类号: | H01M 2/16(2006.01) | ||
申请人: | 北京新能源汽车股份有限公司 | ||||
发明人: | 王彦红; 杨重科; 秦兴权 | ||||
代理人: | 赵囡囡 吴贵明 | ||||
代理机构: | 11240 | ||||
申请人地址: | 北京市大兴区采育镇经济开发区采和路1号 | ||||
优先权: |
权利要求
1.一种动力电池隔膜,其特征在于,包括: 隔膜本体,具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;以及 位于所述第一表面上的第一改性层,和/或位于所述第二表面上的第二改性层;所述 第一改性层、所述第二改性层分别包括基材和分散在所述基材中的相变胶囊; 其中,所述相变胶囊具有核壳结构;所述相变胶囊的壳层中包括聚合物和分散在所 述聚合物中的陶瓷颗粒,所述相变胶囊的核层中包括相变材料。
2.根据权利要求1所述的动力电池隔膜,其特征在于,按照重量份计,所述第一改性层、 所述第二改性层中的所述相变胶囊各自独立地包括0.5~3份的所述陶瓷颗粒、6~10份的 所述相变材料及2~6份的所述聚合物。
3.根据权利要求2所述的动力电池隔膜,其特征在于,所述相变胶囊的所述核层中还包括 阻燃剂,其中,按照重量份计,所述阻燃剂为0.5~2份。
4.根据权利要求3所述的动力电池隔膜,其特征在于,所述阻燃剂为氯化石蜡。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的动力电池隔膜,其特征在于, 所述陶瓷颗粒为二氧化硅粒子,其中,所述陶瓷颗粒的粒径为400nm; 所述相变材料选自相变石蜡和/或C12~C25的烷烃混合物,其中,所述相变石蜡为熔点 25~62℃的石蜡,所述C12~C25的烷烃选自C12H26、C18H38、C15H32和C25H52中的一种或多 种; 所述聚合物的合成单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯中的至少一种, 合成所述聚合物的交联剂选自二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二醇酯。
6.根据权利要求5所述的动力电池隔膜,其特征在于,所述基材由粘结剂固化而成,其中, 所述粘结剂选自PTFE粘结剂或SBR粘结剂。
7.根据权利要求1所述的动力电池隔膜,其特征在于,所述隔膜本体为聚烯烃隔膜,其中, 所述聚烯烃隔膜选自PP/PE双层复合隔膜或PP/PE/PP三层复合隔膜。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的动力电池隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下 步骤: 制备含有陶瓷颗粒、相变材料、聚合物的合成单体、交联剂以及引发剂的Pickering 乳液; 使所述Pickering乳液中的所述合成单体聚合,形成所述聚合物后,干燥乳液,得到 相变胶囊; 将所述相变胶囊和用于形成基材的粘结剂混合,形成待固化料液; 将所述待固化料液涂覆在隔膜本体的第一表面和/或第二表面上,经固化处理后,形 成第一改性层和/或第二改性层,进而得到所述动力电池隔膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,制备所述Pickering乳液的步骤包括: 将所述陶瓷颗粒分散在水中,形成水相; 将所述相变材料、所述合成单体、所述交联剂及所述引发剂混合后,加热至熔融状 态,形成油相; 将所述水相和所述油相混合后,搅拌,形成所述Pickering乳液。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,使所述Pickering乳液中的所述合成单体 聚合之前,还包括向所述Pickering乳液中加入乳化剂的步骤,其中,所述乳化剂选自脂 肪酸盐、松香酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐或烷基芳基磺酸盐。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述脂肪酸盐为硬脂酸钠,所述松香酸 盐为歧化松香酸钠,所述烷基硫酸盐为十二醇硫酸钠,所述烷基磺酸盐为十六烷基磺酸 钠。
12.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,将所述相变材料、所述合成单体、所述 交联剂及所述引发剂混合的步骤中,进一步包括加入阻燃剂的过程。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的制备方法,其特征在于,使所述Pickering乳液中的 所述合成单体聚合的过程中,聚合时间为8~10h,聚合温度为50~85℃。
14.一种动力电池,包括电池隔膜,其特征在于,所述电池隔膜为权利要求1至7中任一项 所述的动力电池隔膜。