專利名稱：一種在鋰離子電池隔膜上連續(xù)鍍膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在鋰離子電池隔膜上連讀鍍膜的方法。屬于鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在小型便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用，隨著鋰離子電池技術(shù)的日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)大到電動(dòng)車用電源、航空航天電源、儲(chǔ)能等更廣泛的領(lǐng)域。然而，近年來用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦中的鋰離子電池爆炸傷人事件已經(jīng)屢見不鮮，鋰離子電池的安全問題引起人們廣泛的關(guān)注。目前報(bào)道的鋰離子電池安全問題集中發(fā)生在用于數(shù)碼產(chǎn)品上的小型鋰離子電池，與之相比，筆記本電腦電池由于容量更高，出現(xiàn)問題的幾率也相對(duì)較高；而用于交通工具上大型的動(dòng)力電池或電池組，其安全問題更為突出，安全問題已成為制約鋰離子電池向大型化、高能化方向發(fā)展的瓶頸。隔膜是鋰離子電池的重要組成部分之一，起著防止正/負(fù)極發(fā)生短路和提供鋰離子傳輸通道的作用，其性能直接影響了鋰離子電池的內(nèi)阻、電化學(xué)性能和安全性能。因此， 對(duì)隔膜進(jìn)行改性來提高鋰離子電池安全性能的研究日益受到關(guān)注。例如201010M6967. X 中提到采用噴涂、刮漿涂敷或拉漿涂敷的方式在隔膜基體上進(jìn)行有機(jī)涂層液和有機(jī)無機(jī)混合涂層液的涂敷。雖然可以對(duì)隔膜的性能有一定的改善作用，但是其工藝過程比較復(fù)雜，一次只能對(duì)一定尺寸的隔膜進(jìn)行改性，大大增加了鋰離子電池的制造成本，無法滿足現(xiàn)階段鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化要求。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種通過卷繞鍍膜機(jī)對(duì)鋰離子電池隔膜連續(xù)鍍膜的方法。采用本發(fā)明提供的方法可一次性在整卷隔膜上實(shí)現(xiàn)連續(xù)鍍膜，工藝簡單，操作方便。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用磁控濺射的方法，通過卷繞鍍膜機(jī)實(shí)現(xiàn)在隔膜基體上連
續(xù)薄膜。鍍膜靶材材料為高溫穩(wěn)定的金屬或金屬氧化物，如Al、Si、A1203、SiO2, ZrO2, SiC、 MgO, CaO和CaF2中的一種或幾種。鍍膜過程包括以下步驟(1)將整卷鋰離子電池用隔膜安裝在卷繞鍍膜機(jī)中的卷繞機(jī)構(gòu)上；(2)將磁控濺射陰極靶材放入鍍膜室中；(3)根據(jù)鍍膜工藝調(diào)節(jié)好卷繞速度、張力、濺射功率等；(4)鍍膜室抽真空，開機(jī)進(jìn)行濺射鍍膜，同時(shí)連續(xù)監(jiān)測，以便進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證工藝穩(wěn)定。(5)關(guān)機(jī)，從卷繞機(jī)構(gòu)上取下隔膜，得到經(jīng)過鍍膜的隔膜。
本發(fā)明的有益效果是鍍膜層致密、均勻、純度高，膜厚可控性和重復(fù)性好，膜層與隔膜的附著力強(qiáng)。鍍膜后隔膜的熱穩(wěn)定性大幅提高，改善了鋰離子電池在過充、過放以及濫用條件下的安全性能，同時(shí)具有較好的循環(huán)性能及更長的使用壽命。通過卷繞鍍膜機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)對(duì)隔膜表面進(jìn)行鍍膜，適用于規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1選用鋰離子電池生產(chǎn)用隔膜，厚度為20um，將整卷隔膜放在卷繞鍍膜機(jī)的卷繞機(jī)構(gòu)上，將Al2O3靶安裝在卷繞鍍膜機(jī)的鍍膜室內(nèi)，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，開始在隔膜上連續(xù)鍍膜。本實(shí)施例中，卷繞速度為0. 5m/min，濺射功率為300W。將上述得到的隔膜與正負(fù)極片按鋰離子電池18650卷繞工藝進(jìn)行卷繞，將卷繞后的合格電芯經(jīng)入殼、底焊、滾槽、焊蓋帽、真空烘烤、注液、封口后得到18650電池。將得到的18650電池經(jīng)化成后，進(jìn)行電化學(xué)性能和安全性能測試。對(duì)比例1選用同型號(hào)的隔膜與正負(fù)極片按鋰離子電池18650卷繞工藝進(jìn)行卷繞，將卷繞后的合格電芯經(jīng)入殼、底焊、滾槽、焊蓋帽、真空烘烤、注液、封口后得到18650電池。將得到的18650電池經(jīng)化成后，進(jìn)行電化學(xué)性能和安全性能測試。實(shí)施例2選用鋰離子電池生產(chǎn)用隔膜，厚度為20um，將整卷隔膜放在卷繞鍍膜機(jī)的卷繞機(jī)構(gòu)上，將SiO2靶安裝在卷繞鍍膜機(jī)的鍍膜室內(nèi)，設(shè)置工藝參數(shù)，開始在隔膜上連續(xù)鍍膜。在本實(shí)施例中，卷繞速度為lm/min，濺射功率為400W。將上述得到的隔膜與正負(fù)極片按鋰離子電池18650卷繞工藝進(jìn)行卷繞，將卷繞后的合格電芯經(jīng)入殼、底焊、滾槽、焊蓋帽、真空烘烤、注液、封口后得到18650電池。將得到的18650電池經(jīng)化成后，進(jìn)行電化學(xué)性能和安全性能測試。
IC循環(huán)200次容量保持率3C/5V過充性能實(shí)施例195%通過實(shí)施例294%通過對(duì)比例190%未通過 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種在鋰離子電池隔膜上連續(xù)鍍膜的方法，其特征在于所述的方法是首先將整卷鋰離子電池團(tuán)的隔膜安裝在卷繞鍍膜機(jī)中的卷繞機(jī)構(gòu)上，然后通過真空磁控濺射卷繞鍍膜的方法，根據(jù)鍍膜工藝要求調(diào)整卷繞速度、張力和濺射功率參數(shù)，在整卷的隔膜基體上進(jìn)行連續(xù)鍍膜；濺射靶材為高溫穩(wěn)定的金屬或金屬氧化物。
2.按權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將整卷鋰離子電池用隔膜安裝在卷繞鍍膜機(jī)中的卷繞機(jī)構(gòu)上；(2)將磁控濺射陰極靶材放入鍍膜室中；(3)根據(jù)鍍膜工藝調(diào)節(jié)好卷繞速度和濺射功率；(4)鍍膜室抽真空，開機(jī)進(jìn)行濺射鍍膜，同時(shí)連續(xù)監(jiān)測，以便進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證工藝穩(wěn)定； 卷繞速度為0. 5-lm/min，濺射功率為300-400W ；(5)關(guān)機(jī)，從卷繞機(jī)構(gòu)上取下隔膜，得到經(jīng)過鍍膜的隔膜。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的高溫穩(wěn)定的金屬或金屬氧化物包括 Al、Si、A1203、SiO2, ZrO2, SiC、MgO, CaO, CaF 中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在鋰離子電池隔膜上連續(xù)鍍膜的方法。其特征在于借助于由卷繞鍍膜機(jī)實(shí)現(xiàn)的將整卷的鋰離子電池隔膜放入卷繞鍍膜機(jī)的卷繞機(jī)構(gòu)上，將合適的磁控濺射陰極靶放入鍍膜室，根據(jù)鍍膜工藝調(diào)節(jié)好卷繞速度、濺射功率等參數(shù)。鍍膜室抽真空，開機(jī)進(jìn)行濺射鍍膜，同時(shí)連續(xù)監(jiān)測，以便進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證工藝穩(wěn)定，得到經(jīng)過鍍膜的隔膜。所得隔膜具有較好的熱穩(wěn)定性，可大幅提高鋰離子電池在過充、過放以及濫用條件下的安全性。
文檔編號(hào)H01M2/14GK102427119SQ20111039721
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者夏保佳, 婁豫皖, 張建, 謝曉華 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所