[发明专利]锂离子电池隔膜浆料及制备方法和锂离子电池隔膜

说明书

本发明提供一种锂离子电池隔膜浆料及制备方法和锂离子电池隔膜。隔膜浆料的制备方法中通过使用马来酸聚乙二醇半酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及苯乙烯的共聚物作为分散剂，调节亲水基与疏水基的比例，使分散剂牢固地吸附在浆料颗粒表面，并在浆料颗粒周围形成一定厚度的水化膜，使浆料颗粒与水介质有良好的相容性，从而形成稳定分散的悬浮浆料，分散性能好的浆料可提高其涂覆均匀度且粘接性能好，可获得高均匀性、粘接力强的隔膜，稳定性能好的浆料不易变质，易于储存，可降低生产成本；另外使用本发明的隔膜浆料涂覆形成的隔膜含水分值低，对组装后的锂离子电池的充放电循环性能、安全性能等有积极的改善作用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜浆料及制备方法和锂离子电池隔膜。

背景技术

锂离子电池通常主要由正极，负极，隔膜，电解液，电池外壳组成。锂离子电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开来，防止正负极直接接触而短路，同时还要使电解质离子能够在电池充放电过程中顺利通过，形成电流，在电池工作温度发生异常升高时，关闭电解质离子的迁移通道，切断电流保证电池安全。由此可见，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

随着离子锂电池技术的不断发展，陶瓷隔膜代替普通隔膜将是未来高能量和高功率的大电池的必选选择，目前，陶瓷颗粒涂覆隔膜是以基膜为基体，表面涂覆一层Al₂O₃、SiO₂、Mg(OH)₂或其他耐热性优良的无机物陶瓷颗粒，经特殊工艺处理后与基体紧密粘结在一起，稳定结合有机物的柔性以及无机物的热稳定性，陶瓷复合层一方面可以解决PP、PE隔膜热收缩导致的热失控从而造成电池燃烧、爆炸的安全问题；另一方面，陶瓷复合隔膜与电解液和正负极材料有良好的浸润和吸液保液的能力，大幅度提高了电池的使用寿命。此外，陶瓷涂覆隔膜还能中和电解液中少量的氢氟酸，防止电池气胀。

锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系，这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关，而水分的失控或粗化控制，导致电池中水分的超标存在，会导致电解质锂盐的分解，从而影响锂离子电池的电化学特性。隔膜是一种多孔性的薄膜，吸水性也很大，所以降低隔膜的水分值是高性能锂离子隔膜的未来研究方向之一。目前，在使用陶瓷浆料制备隔膜时，陶瓷浆料配方中的分散剂大多数采用聚羧酸钠盐类或聚羧酸胺盐类，其制得的隔膜水分值均较大，已不能满足在某些锂电池应用领域的现代工业使用需要。

因此，如何提供一种锂离子电池隔膜浆料及制备方法，以解决现有隔膜浆料的分散性、稳定性较差，以及使用该浆料制得的电池隔膜水分值较大，导致隔膜的安全性能降低的问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜浆料及制备方法和锂离子电池隔膜，用于解决现有技术中隔膜浆料的分散性、稳定性较差，以及使用该浆料制得的电池隔膜水分值较大，导致隔膜的安全性能降低等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，所述制备方法包括：

1)将分散剂加入去离子水中搅拌，然后再加入陶瓷粉搅拌，形成混合物，其中，所述分散剂由马来酸聚乙二醇半酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及苯乙烯共聚形成；

2)对所述混合物进行研磨；

3)依次将增稠剂、粘结剂及润湿剂加入经步骤2)研磨后的混合物中，然后进行真空过滤，获得所述锂离子电池隔膜浆料。

可选地，步骤1)中，制备所述分散剂的方法包括：

1-1)将马来酸酐和聚乙二醇加入反应釜中反应，得到所述马来酸聚乙二醇半酯；