[发明专利]制备复合隔膜的混合浆料及复合隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备复合隔膜的混合浆料，按质量百分比包括纳米胶，5％‑45％；凹凸棒石纳米陶瓷纤维，5％‑45％；粘结剂，1.5％‑5％；分散剂，0.5％‑1.5％；表面活性剂，0.1％‑0.5％，溶剂，余量。本发明还公开了一种复合隔膜的制备方法。

技术领域

本发明涉及锂电池等领域，具体为一种制备复合隔膜的混合浆料及复合隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其高能量密度和较长的循环寿命等优点正成为新型电源技术的研究热点。锂离子电池已被广泛用于数码电子产品、新能源汽车等众多领域，被国际公认为极具应用前景及市场价值的新型能源载体。近年来，我国正大力发展锂离子电池产业，锂离子电池的产能不断增加，但是随之而来的锂离子电池安全性问题也越来越被人们所关注。

锂离子电池的构成包括正极、负极、隔膜和电解质，隔膜作为正负极之间的阻隔物对锂离子电池的性能起到至关重要的作用，其性能直接影响到电池的容量和循环寿命，特别是电池的安全性能。单层聚乙烯(PE)、单层聚丙烯(PP)、PP/PE/PP三层隔膜等聚烯烃类隔膜在高电流强度、高温或锂枝晶生长的情况下，容易发生收缩或穿孔，从而发生正负极短路。目前该类隔膜已不能满足应用需求。在聚烯烃等基材上涂覆陶瓷颗粒层或凹凸棒石纳米陶瓷纤维制成复合隔膜的方法得到广泛采用。专利CN105514328A将陶瓷颗粒涂覆于聚烯烃类隔膜表面，利用隔膜表面的无机颗粒层，增强隔膜的耐刺穿等机械性能和热稳定性，提高电池的安全性能。但是接近球形的陶瓷颗粒很容易堵住原聚烯烃隔膜中的孔道，从而阻断了离子传导通道，使得电池的容量和循环寿命都有明显损失。专利ZL201410746094.7将凹凸棒石纳米陶瓷纤维棒状材料涂覆于聚烯烃类隔膜表面，提高了隔膜的热稳定性和离子传导能力。但是纤维棒状材料与聚烯烃材料之间的粘结力较差，且凹凸棒石纳米陶瓷纤维隔膜和锂离子电池极片之间的粘结力很低，不利于电池的加工与运输。

为了满足锂离子电池对高性能隔膜不断增加的需求，开发出具有更高结构稳定性、良好离子传导力、优异电解液吸液、保液性以及隔膜与极片之间较强粘结力等性能的隔膜显得非常有必要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种制备复合隔膜的混合浆料，以提高隔膜机械性能和热收缩性能，同时也使复合隔膜具备优异的电解液吸液与保液能力，并提高复合隔膜与锂电池极片之间的粘结力。

实现上述目的的技术方案是：一种制备复合隔膜的混合浆料，按质量百分比包括纳米胶，5％-45％；凹凸棒石纳米陶瓷纤维，5％-45％；粘结剂， 1.5％-5％；分散剂，0.5％-1.5％；表面活性剂，0.1％-0.5％，溶剂，余量。

在本发明一较佳的实施例中，所述纳米胶为球体结构，直径在100纳米至150纳米；其中，所述纳米胶为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物中的一种或多种的组合。

在本发明一较佳的实施例中，所述凹凸棒石纳米陶瓷纤维的平均长度在 0.5微米至2微米，平均直径在0.05微米至0.3微米。

在本发明一较佳的实施例中，所述粘结剂为聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、丁苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、或聚氨酯中的一种或几种的混合物。

在本发明一较佳的实施例中，所述分散剂为水溶性多支链醇、羧甲基纤维素钠、磷酸三乙酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚环氧乙烷和羟乙基纤维素中的一种或多种的组合。

在本发明一较佳的实施例中，所述表面活性剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、聚氧乙烯烷基酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的混合物。

本发明的第二目的在于：提供一种复合隔膜的制备方法。