[发明专利]一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜，由以下组分构成：锂离子快导体陶瓷粉，凹凸棒石纳米陶瓷纤维，分散剂，粘结剂，表面活性剂以及去离子水，其中各组分的质量比为：锂离子快导体陶瓷粉为80‑90，凹凸棒石纳米陶瓷纤维为2‑10，分散剂为0.5‑2，粘结剂为1‑10，表面活性剂为0.5‑2以及去离子水为固体总质量的40‑100。有益效果是：1、凹凸棒石纳米陶瓷纤维具有增稠的作用，取代常规涂覆陶瓷浆料中的增稠剂羧甲基纤维素钠的使用，减小有机物的含量；具有很好的流变性，使得浆料具有优良的悬浮性便于储存；2、两者的特点相结合使得涂覆的隔膜具有极佳的耐温性能。

技术领域

本发明涉及柔性固态锂离子技术领域，尤其涉及了一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜，还涉及了一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜的制备工艺。

背景技术

近年来，随着新能源电动汽车的兴起，锂电池市场的需求也越来越大，目前市面上的锂电池主要由正负极极片、电解液、隔膜几种部件组成。隔膜作为锂电池的一个重要组成部分，其性能的好坏直接影响着电池的电化学与安全性能。传统的聚烯烃类隔膜由于熔点不高，在局部高温情况下有较大程度的收缩变形，这会造成锂电池隔膜失效从而使电池短路，引发安全事故。为了改善耐热性能，普遍采用氧化铝、硫酸钡、二氧化硅等粉涂覆于聚烯烃类隔膜上，但是这也带来了新的问题，上述粉体浆料容易堵住聚烯烃类隔膜的孔道，造成电池的内阻增加，这些使得其在新能源电动汽车的电池应用中存在障碍。

发明内容

本发明的目的是：针对上述不足，针对上述目前隔膜不足，本文采用特种结构的功能陶瓷涂覆于聚烯烃隔膜上，制备的隔膜不仅耐热性优异，吸液率和保液性能提升，电池的内阻较小，制备出的电池安全性能更加优秀，其电化学性能也有所提高。满足现在新能源电动汽车电池的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜，由以下组分构成：锂离子快导体陶瓷粉，凹凸棒石纳米陶瓷纤维，分散剂，粘结剂，表面活性剂以及去离子水，其中各组分的质量比为：锂离子快导体陶瓷粉为80-90，凹凸棒石纳米陶瓷纤维为2-10，分散剂为0.5-2，粘结剂为1-10，表面活性剂为0.5-2以及去离子水为固体总质量的40-100。

所述锂离子快导体陶瓷粉为锂镧钛氧粉、锂镧锆氧粉中一种或着二种。

所述凹凸棒石纳米陶瓷纤维的平均直径在50纳米，平均直径长度1-2微米。

所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸的一种或几种。

所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯乳胶或苯丙乳胶中的一种或几种。

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

一种结合功能陶瓷与凹土特性涂覆隔膜的制备工艺，包括如下制备步骤：步骤1：将锂离子快导体陶瓷粉与分散剂溶于去离子水中，进行充分搅拌，搅拌的时间控制在1-2h，搅拌的转速控制在1500-2000rpm，搅拌的温度控制在25℃以下，将充分搅拌好的悬浊液记为A液；

步骤2：将所述凹凸棒石纳米陶瓷纤维加入A液中，并进行充分搅拌，搅拌的时间控制在0.5-1h，搅拌的转速控制在1200-1500rpm，搅拌的温度控制在25℃以下，将充分搅拌好的悬浊液记为B液；

步骤3：向B液中加入粘结剂和表面活性剂，搅拌的时间控制在1-2h，搅拌的转速控制在800-1000rpm，充分搅拌好的液体进行抽真空处理，真空度控制在0.08-0.1MPa之间，时间保持10-15min，将充分处理过的浆料记为C液；

步骤4：将C液采用凹版涂布机涂布于9um的多孔聚合物膜表面，涂覆其中一面或两面，采用40-60℃的温度进行烘干，最后得到总厚度为12um聚乙烯膜陶瓷涂覆隔膜。

多孔聚合物膜为聚乙烯基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合基膜中的一种。