[发明专利]陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料；

步骤2：聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在50～100℃下热复合，得到PP/PE复合隔膜；

步骤3：涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布水性PVDF浆料形成凝胶聚合物层，涂布速率为5～100m/min，经过30～100℃烘箱烘干，得到最终四层复合隔膜。

2.根据权利要求1所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中水性PVDF浆料配制方法为：

以去离子水作为溶剂，把水溶性胶黏剂、表面活性剂、分散剂、增稠剂在常温加入去离子水中搅拌溶解，配成溶液；再加入聚合物粉末粒子，搅拌均匀，配成水性浆料；浆料中含0.1％～2％的水溶性高分子增稠剂，0.01％～2％的水性分散剂，0.01％～1％的表面活性剂，0.1％～5％的水性胶黏剂，5％～25％的聚合物粉末粒子，67％～83％的去离子水，上述都为质量分数；聚合物粉末粒子的重均分子量为12-16万，粒径为100-300nm。

3.根据权利要求1所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中水性陶瓷浆料配制方法为：

以去离子水作为溶剂，把水溶性胶黏剂、增稠剂在常温下加入去离子水中搅拌溶解，配成溶液；然后在上述溶液中依次加入表面活性剂、水性分散剂和陶瓷粉末，搅拌均匀，配成水性浆料；浆料中含0.1％～2％的增稠剂，0.01％～2％的水性分散剂，0.01％～1％的表面活性剂，0.1％～5％的水性胶黏剂，5％～25％的陶瓷粉末粒子，67％～83％的去离子水，上述都为质量分数。

4.根据权利要求1所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯多孔薄膜的厚度范围在8μm-100μm，孔隙率范围为30％-80％，平均孔径在0.01μm-10μm。

5.根据权利要求2所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物粉末粒子为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚酰亚胺、聚丙烯晴、芳纶树脂中的一种或者多种；聚所述聚合物粉末粒子的粒径范围为0.01μm-10μm。

6.根据权利要求3所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述陶瓷粉末粒子为SiO₂、Al₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、ZrO₂中的任意一种或者多种；粒径范围为0.01μm～10μm。

7.一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜，其特征在于：包括依次层叠的聚丙烯支撑层、聚乙烯隔断层、陶瓷涂覆层和聚合物涂覆层。

8.根据权利要求7所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜，其特征在于：所述聚丙烯支撑层的厚度范围在8μm-100μm，孔隙率范围为30％-80％，平均孔径在0.01μm-10μm。

9.根据权利要求7所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜，其特征在于：所述聚乙烯隔断层的厚度为7μm～30μm，孔隙率为30％～60％；在温度大于125℃时，PE层的孔关闭。

10.根据权利要求7所述的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂覆层和聚合物涂覆层的厚度共为1μm-10μm。