[发明专利]一种锂离子电池陶瓷隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括隔膜基体，所述隔膜基体至少一个表面涂覆有陶瓷浆料，所述陶瓷浆料包括粘结剂，所述粘结剂为环氧树脂。本发明还公开了上述锂离子电池陶瓷隔膜的制备方法。本发明在锂离子电池基材隔膜的表面涂敷一层厚度为1‑4um的陶瓷层，其粘结剂为环氧树脂，通过紫外光照射，使得粘结剂环氧树脂发生交联固化，提高了陶瓷层耐热温度和以及陶瓷层与基膜的粘结强度，降低隔膜的热收缩，提高隔膜的耐热性能，从而提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池陶瓷隔膜及其制备方法。

背景技术

在锂电池中，隔膜的主要功能是保持正极和负极隔开，以防止短路，同时允许离子的快速转移，是锂离子电池中较为重要的组成。隔膜的性能会直接影响电池的特性，如电池的容量、内阻、倍率、循环和自放电等性能。目前，锂离子电池隔膜的材料通常为聚烯烃类材料，其耐热性较差，当电池温度不断升高时，隔膜发生热收缩、甚至熔断，正负极就会直接接触而产生内短路，引起电池温度急剧升高，达到正负极材料热分解温度，进而造成电池冒烟、着火甚至发生爆炸。

为了改善隔膜的热稳定性，目前采用的方法是在基膜上涂覆由无机陶瓷和粘结剂组成的陶瓷层，由于无机陶瓷层具有较好的热稳定性和机械性能，较大地提高了电池的安全性能。由于陶瓷隔膜的热收缩最先由陶瓷层中粘结剂的熔融分解引起，而目前市场上出售的陶瓷隔膜的粘结剂较多为聚丙烯酸酯类粘结剂，存在低熔点，热稳定性较差的缺点。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池陶瓷隔膜及其制备方法，以解决目前陶瓷隔膜热收缩及稳定性差等问题，提高锂离子电池安全性能。

本发明提出的一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括隔膜基体，所述隔膜基体至少一个表面涂覆有陶瓷浆料，所述陶瓷浆料包括粘结剂，所述粘结剂为环氧树脂。

优选地，所述隔膜基体选自PE隔膜、PP隔膜、PP/PE/PP隔膜、无纺布隔膜中的至少一种。

优选地，所述隔膜基体的厚度为1-100um。

优选地，所述陶瓷浆料涂层的厚度为1-4um。

优选地，所述陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：陶瓷粉20-35份、分散剂0.1-2份、润湿剂0.2-2份、消泡剂0.5-2份、去离子水60-90份、粘结剂8-20份。

优选地，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐共聚溶液、聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚乙烯醇溶液中的至少一种。

优选地，所述环氧树脂为单组份型环氧树脂。

优选地，所述陶瓷浆料的制备方法为：将陶瓷粉、去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂混合，搅拌得到预分散液；向预分散液中加入粘结剂，搅拌得到陶瓷浆料。

优选地，所述陶瓷粉选自三氧化二铝、氧化铬、氧化镁、氧化钙、氧化锆中的至少一种。

优选地，所述陶瓷粉的粒径大小为0.1-5um。

本发明还提供一种所述锂离子电池陶瓷隔膜的制备方法，包括下述步骤：将所述陶瓷浆料涂布于隔膜基体表面，依次进行干燥、紫外光照射即可。

优选地，所述涂布的速度为20-100m/min。

优选地，所述涂布的方式选自微凹版涂布、浸涂、挤压涂布、转移式涂布中的一种。

优选地，所述干燥的温度为60-85℃，时间为1-40min。

优选地，所述紫外光的波长为256-400nm，照射时间为0.1-2h。

上述消泡剂的种类不作限定，根据具体情况进行选择即可。