[发明专利]一种动力锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种动力锂离子电池隔膜及其制备方法，所述隔膜至少包括隔膜基材及涂布在隔膜基材至少一侧表面的陶瓷层，所述陶瓷层经由陶瓷颗粒、粘合剂、分散剂以及水配制成涂层浆料并涂布、烘干而成；粘合剂包括聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物和改性聚丙烯酸聚合物的混合物；以陶瓷颗粒、粘合剂及分散剂的总重量为100份计，陶瓷颗粒的重量介于90～97份之间，粘合剂的重量介于2～7份之间，分散剂的重量介于1～3份之间。本发明通过采用聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物和改性聚丙烯酸聚合物的混合物作为粘合剂，使得隔膜耐高温性能大幅提高，200℃的高温下纵横向热收缩均在2％以下，能够满足动力锂离子电池200℃热冲击的高温性能，并且电池在振动后仍可以保持良好的容量和性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，特别是涉及一种动力锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，动力电池的需求量大幅度增长，然而，目前市场上还没有动力锂离子电池的专用隔膜。常规的锂离子电池隔膜为干法或湿法工艺拉伸的单层或多层聚烯烃产品，聚烯烃隔膜的弊端主要有两个方面：一是聚烯烃材料耐温性能有限，受热时隔膜收缩，造成正负极直接接触而短路；二是聚烯烃膜的闭孔温度和破膜温度较低，当发生电池刺穿等情况时，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。

目前的解决方案是在聚烯烃隔离膜基材上涂覆陶瓷层，当电池内部短路时，在高温下，陶瓷层可以起到支撑保护的作用，维持隔离膜的结构，不会因隔离膜基材熔化而失去分隔正负极片的作用，避免正负极片的大面积短路，阻止电池的燃烧甚至爆炸。

为了满足提高动力锂电池安全性能的要求，陶瓷层隔膜应具备在高温下保持形状完整的能力，然而单纯使用普通陶瓷涂层隔膜难以满足要求，因此，开发耐高温的涂层材料,以及在振动后依然保持较好容量保持性能的隔膜是目前打开瓶颈的主要方向，可以进一步提高动力锂电池的安全性能。

现有专利文献公开了一种动力锂离子电池隔膜的制备方法，此方法制备得到的锂离子电池隔膜的厚度小于25微米，110℃条件下处理，热收缩率≤2.5％，刺穿强度大于0.4N/um,孔隙率大于38％，具有很好的离子吸收性能，可用于动力锂离子电池的制备，促进国产锂离子电池隔膜的国产化进程。

虽然上述制得的隔膜能满足动力锂离子电池隔膜的基本要求，但是仍有改进的余地，其关注点没有涉及到满足动力锂离子电池200℃热冲击的高温性能，以及在振动后依然保持较好容量保持性能。

本发明通过对粘合剂的改进，显著的提高了隔膜的耐高温性能，有效的提高动力电池的安全性能，可有效减少燃烧、爆炸等意外事故的发生。

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动力锂离子电池隔膜及其制备方法，用于解决现有技术中隔膜的耐高温性能不佳导致电池安全性能差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种动力锂离子电池隔膜，所述隔膜至少包括隔膜基材及涂布在所述隔膜基材至少一侧表面的陶瓷层，所述陶瓷层经由陶瓷颗粒、粘合剂、分散剂以及水配制成涂层浆料并涂布、烘干而成；

所述粘合剂包括聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物和改性聚丙烯酸聚合物的混合物，所述隔膜在200℃时的热收缩率小于2％。

作为本发明动力锂离子电池隔膜的一种优化的方案，以所述陶瓷颗粒、粘合剂及分散剂的总重量为100份计，所述陶瓷颗粒的重量介于90～97份之间，所述粘合剂的重量介于2～7份之间，所述分散剂的重量介于1～3份之间。

作为本发明动力锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述粘合剂中聚合物的分子量介于20万～50万之间。

作为本发明动力锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述陶瓷颗粒包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁及勃姆石中的一种或几种的混合物。