[发明专利]电极支撑型无机隔膜浆料的制备方法及无机隔膜

说明书

本发明公开了一种电极支撑型无机隔膜浆料的制备方法及无机隔膜，通过将无机粒子溶解于水中形成初级浆料，将水基粘结剂溶于水中形成胶液，再将胶液加入初级浆料中并搅拌均匀形成无机隔膜浆料。本发明还公开了一种电极支撑型无机隔膜。本发明可以有效防止无机隔膜在电解液中掉粉，增强了无机隔膜的涂覆性能，增强了电池的安全性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜制备技术领域，具体涉及一种电极支撑型无机隔膜浆料的制备方法及无机隔膜。

背景技术

随着电池在电力储能系统中的应用，尤其是，锂电池在电动汽车中的广泛应用，电池的安全性也越来越受到关注。电池一般是由正极、负极、隔膜和电解质组成，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，隔膜的性能会直接影响电池的安全性。目前，通常采用隔膜无机化来提升电池的安全性以及综合性能，与传统的有机隔膜相比，无机隔膜的原材料成本低廉、机械强度高，锂枝晶很难穿透，另外其耐热温度高，在400℃仍可保持结构的完整性；电解液亲和性好，无机隔膜中大量高孔隙率和高比表面积的纳米无机微粒的存在，提高了隔膜对电解液的吸收和保液性能。

现有无机隔膜的应用方式主要有三种：

涂覆型无机隔膜：在现有高分子隔膜的表面涂一层无机材料，然后再在电池中使用；

自支撑型无机隔膜：用无机材料制备成一层隔膜，然后再与正负极一起组装成电池；

电极支撑型隔膜：在正极或负极的表面直接涂覆一层无机材料作为电池的隔膜。

涂覆型无机隔膜和自支撑型无机隔膜的制备工艺复杂、机械加工性能较差、与电极匹配性不佳。电极支撑型无机隔膜，其制备工艺简单、成本低廉、与电极匹配性好，是较为理想的一种无机化隔膜。

但是现有的电极支撑型无机隔膜涂覆性能差，在电解液中易掉粉，降低了电池的安全性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电极支撑型无机隔膜浆料的制备方法及无机隔膜，以防止无机隔膜在电解液中掉粉，增强无机隔膜的涂覆性能，增强电池的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种电极支撑型无机隔膜浆料的制备方法，包括以下步骤：

将无机粒子溶解于水中并搅拌均匀形成初级浆料；以及将水基粘结剂溶于水中并搅拌均匀形成胶液；

将胶液加入所述初级浆料中并搅拌均匀形成无机隔膜浆料。

在其中一个实施方式中，水基粘结剂包括丙烯腈多元共聚物、聚乙烯醇、丁苯橡胶和聚丙烯酸中的一种或几种。

在其中一个实施方式中，所述胶液的浓度为1％～20％。

在其中一个实施方式中，所述胶液的质量不超过最终制备的无机隔膜浆料质量的10%。

在其中一个实施方式中，所述初级浆料的制备方法具体为：在真空搅拌器中将不同粒径的无机粒子溶解于水中并充分搅拌形成初级浆料。

在其中一个实施方式中，所述无机粒子的粒径为100nm～10μm。

在其中一个实施方式中，所述无机粒子包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锆和氧化钛颗粒中的一种或多种。

在其中一个实施方式中，将胶液加入所述初级浆料中，并以600～800r/min的搅拌速度进行搅拌形成无机隔膜浆料。

一种电极支撑型无机隔膜，包括由上述任一项所述的无机隔膜浆料制成的涂覆层。

在其中一个实施方式中，所述涂覆层的厚度为10～50μm。