[发明专利]锂离子电池用多孔固态隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用隔膜及其制备方法，尤其是涉及一种锂离子电池用电极多孔固态隔膜及其制备方法。

降低锂离子电池内阻、增长循环寿命、提高热稳定性的方法。

背景技术

锂离子电池，由于具有电压高，体积能量密度和质量能量密度大，自放电低，循环寿命长等优点，在便携式设备、电动工具、新能源交通工具等方面已得到广泛应用。

但随着科学技术的不断发展和社会的不断进步，人们对锂离子电池的放电性能、热稳定性和循环寿命提出了越来越高的要求。

目前，锂离子电池正极材料主要是锂钴氧、锂镍氧、锂锰氧、或锂钴氧-锂镍氧-锂锰氧三者（或其中两者）的复合物、或磷酸铁锂等；负极材料主要是石墨炭等碳材料。尽管随着电极材料及电池制造技术的进步，锂离子电池的放电性能、热稳定性和循环寿命得到不断改进，但目前离一些应用领域（如电动汽车等）对上述性能的期望还存在较大差距。因此，不断改进锂离子电池的放电性能、热稳定性和循环寿命，依然是电池学术界及产业界的研发热点。

要提高锂离子电池倍率放电性能，首要的是降低极化内阻和电导内阻。目前主要的途径有：通过材料纳米化、掺杂等手段提高正、负极材料导电率；通过提高电解液离子导电率加快锂离子迁移；提高极片导电剂含量；改进电池及极片连接结构等。

延长锂离子电池循环寿命，目前主要的办法是通过对现有材料的改进、对新材料的开发以及加强制程工艺的控制来解决。

提高电池的热稳定性，目前主要通过新材料开发或者添加惰性添加剂来解决，但会对电池的其它性能产生某些不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效提高锂离子电池循环寿命，热稳定性，降低电池内阻，改善锂离子电池综合性能的锂离子电池用多孔固态隔膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明之锂离子电池用多孔固态隔膜，由γ-Al₂O₃、无机填料及粘结剂混合制备而成，其中，γ-Al₂O₃与无机填料的重量配比为：γ-Al₂O₃:无机填料=1-40:99-60，二者合计为100重量份；无机填料与粘结剂的重量配比为：无机填料:粘结剂=99-15:1-15，二者合计为100重量份；膜厚0.003-0.020mm。

所述γ-Al₂O₃粒径宜为20~300纳米；优选纳米态γ-Al₂O₃（粒径为20~100纳米的γ-Al₂O₃）。

所述无机填料可为选自α-Al₂O₃、SiO₂、TiO₂中的至少一种，或为α-Al₂O₃、SiO₂、TiO₂中的两种以上的混合物；无机填料粒径宜为为30~700纳米。

所述粘结剂主要成分为聚偏二氟乙烯（PVDF）或羧甲基纤维素钠(CMC)，或者为CMC和羧基-丁苯胶乳液(SBR)的混合物，所述混合物中，CMC:SBR=1:2-1:5（优选1:2.5）。

本发明之多孔固态隔膜可附着于负极极片或正极极片的表面；也可以附着于传统的聚合物隔膜的表面；当附着于负极极片或正极极片的表面时，可直接替代传统聚合物隔膜。