[发明专利]锂电池微孔隔膜及其制备方法

说明书

本发明提出了一种锂电池微孔隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆浆料，涂覆浆料涂覆在基膜上面；涂覆浆料包括以下组分组成：羧甲基纤维素钠4～8份、纳米氧化锌5～10份、氧化石墨烯7～14份、氧化镧4～8份、镁铝水滑石7～14份、分散剂0.6～5份、两性胶黏剂2～8份、硅丙乳液10～20份及去离子水40～60份。制备方法：1)将去离子水加热至60～85℃，然后环糊精、镁铝水滑石与硅丙乳液加入其中，得到分散液；2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；3)将涂覆浆料涂覆在基膜上，烘干，即可。该隔膜提高了对电解液的润湿性能，还具有很好的离子电导率与耐高温性能。

技术领域

本发明锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池微孔隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池代表了储能设备的发展方向，它具有轻重量、体积小、无记忆效应、适应温度范围广等优点，是主流应用的镉镍、氢镍电池的替代产品，然而锂电池对充放电要求比较高。隔膜是锂离子电池(锂电池)材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，成本约占锂电池的15％-30％。隔膜的作用是分隔正、负极以防止短路，同时使电解质离子自由通过。隔膜透气性由膜的孔径大小、孔径分布、孔隙率等决定，一定程度上直接影响电池内阻，即透气性越好，电池内阻越小。因此，提高隔膜透气性可有效地减小电池内阻。

现有的，锂电池微孔隔膜材料主要为基膜如单层聚丙烯(PP)微孔膜、单层聚乙烯(PE)微孔膜以及三层PP/PE/PP复合膜，该类隔膜制备方法主要为干法拉伸致孔法和湿法相分离法。基膜弊端在于：一、基膜受热时易收缩，会造成隔膜尺寸不稳定，正负极直接接触而短路；二、闭孔温度和破膜温度较低，当发生电池刺穿等状况时，电池内部大量放热，导致隔膜完全融化收缩，电池短路产生高温直至电池解体或爆炸。这些弊端是由聚烯烃材料自身特性所决定的，PE熔点为128～135℃，PP熔点为150～166℃。三、制作工艺复杂，成本高，抗压性能低等缺点。另外，目前市场上的隔膜都单纯的起到简单的隔离作用，在相同的孔径下，其对锂离子电导率的提高没有任何的帮助。

发明内容

本发明提出一种锂电池微孔隔膜，该隔膜提高了对电解液的润湿性能，还具有很好的离子电导率与耐高温性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池微孔隔膜，包括基膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述基膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：羧甲基纤维素钠4～8份、纳米氧化锌5～10份、氧化石墨烯7～14份、氧化镧4～8份、镁铝水滑石7～14份、分散剂0.6～5份、两性胶黏剂2～8份、硅丙乳液10～20份及去离子水40～60份。

优选地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵盐、辛基苯酚聚氧乙烯和聚乙二醇中的至少一种。

优选地，所述两性胶黏剂选自羧基氯丁胶乳、丁苯胶乳与有机硅改性丙烯酸酯中的一种或者多种。

优选地，所述基膜为聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜和聚乙烯与聚丙烯多层复合膜中的一种。

本发明的另一个目的是提供一种锂电池微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将去离子水加热至60～85℃，然后环糊精、镁铝水滑石与硅丙乳液加入其中，得到分散液；

2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；

3)将涂覆浆料涂覆在基膜上，烘干，在基膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂电池微孔隔膜。

优选地，所述步骤3)的涂覆方法为喷涂、微凹版涂覆、电泳涂覆或者浇涂。

本发明的有益效果：

1)本发明的基膜上面涂覆有环糊精及硅丙乳液，使得薄膜具有很好的润湿性能，与电解液的接触角小于20°。