[发明专利]一种锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂覆隔膜，特别是锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，属隔膜 技术领域。

背景技术

由于现在面临严重的环境污染和能源短缺问题，锂离子电池因具有高能量 密度、无记忆效应和较长的循环寿命等特点而被得到高度重视。锂离子电池主 要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成，而隔膜在其中起到了防止正负 极材料接触而发生短路的作用，同时隔膜中的微孔结构能够使电解液中的锂离 子在正负极之间自由穿越，从而实现离子传导的作用。

聚烯烃微孔隔膜的热稳定性较差，在较高的温度下易发生收缩变形而导致 正负极接触发生短路，对锂离子电池的使用安全性带来较大的隐患。陶瓷材料 是一种耐热性能较好的无机材料，将陶瓷颗粒涂覆在聚烯烃隔膜表面，一方面 能够很好地解决聚烯烃隔膜耐热性较差的问题，较大程度地减小电池隔膜的收 缩变形，从而提高电池的安全性能；另一方面，由于陶瓷涂覆隔膜与电解液和 正负极材料有良好的浸润和吸液保液的能力，能够大幅度提高电池的使用寿 命。

现阶段陶瓷涂覆隔膜中使用纤维素类化合物作为增稠剂用来防止陶瓷颗粒 的沉降，但由于纤维素类化合物具有较强的亲水性，因此，含有纤维素类化合 物的陶瓷涂覆隔膜的含水量较高，对后期组装的锂离子电池的性能有较大影 响。

发明内容

本发明针对现有技术之缺陷，提供一种锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜， 其含水量低，使用寿命长，安全性高。

本发明所述技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，包括微孔膜与陶瓷涂层，所述微孔膜 的一侧或两侧设置陶瓷涂层，，所述陶瓷涂层由重量份数为40-70wt％的水和重量 份数为30-60wt％的基料制成，所述基料按重量份数计为勃姆石粉料65-98份、 水性润湿剂1-15份、水性胶黏剂1-15份、水性分散剂1-5份。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述微孔膜为聚丙烯微孔膜、聚乙烯 微孔膜或三层复合微孔膜，所述三层复合微孔膜为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯聚合 而成。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述勃姆石粉料中颗粒形貌为菱形 片状、粒径D50为0.4-2μm、比表面积BET为5.0-15.0m2/g的部分占勃姆石粉 料体总质量的80％-95％。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述水性润湿剂为丁基萘磺酸钠、异 丙基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或烷基硫酸钠中的一种或几种。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述水性胶黏剂为聚甲基丙烯酸甲 酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚偏氟乙烯、丁苯乳胶或苯丙乳胶中的一种或几种。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述水性分散剂为聚丙烯酰胺、聚丙 烯酸钠、聚丙烯酸铵、六偏磷酸钠或聚丙烯酸中的一种或几种。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，所述陶瓷涂层厚度为2-4μm，所述 微孔膜厚度为16-25μm，孔隙率为40-55％。

上述锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤：

(1).将勃姆石粉料和去离子水搅拌混合后，在高速分散机下进行分散，转速 为10000-15000rpm，得到勃姆石分散溶液；

(2).将所述勃姆石分散溶液与水性分散剂、水性胶黏剂、水性润湿剂按配方 量进行混合，使用搅拌机搅拌25-30分钟，转速为500-700rpm，得到勃姆石分 散浆料；

(3).将所述勃姆石分散浆料均匀的涂敷在聚烯烃微孔膜的一侧或两侧，干燥 后得到锂离子电池用水性陶瓷涂覆隔膜，涂层厚度为2-4μm。

本发明具有以下优点：

本发明制备的水性陶瓷涂覆隔膜中未使用纤维素类化合物作为增稠剂， 因此，所引入的亲水性基团明显减少，故而陶瓷隔膜的含水量较低最低达到 286，比一般的锂离子电池隔膜低一半以上，有利于提高锂电池的电循环寿命 及使用安全性。本发明制备的隔膜孔隙率较高，最高能达到55％，有利于离 子在隔膜两侧自由穿越，锂离子传导作用高，并且隔膜的热稳定性好、对电 解液的侵润性好，隔膜的热收缩率最小达到2.1％、阻抗最小达到0.25Ω。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明.

实施例1