[发明专利]一种制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法

说明书

本发明涉及一种制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法。具体地，本发明属于锂离子电池的技术领域，涉及一种通过用原位合成的无机颗粒制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法，特别是一种通过在浆料中直接合成无机颗粒来制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法，及通过该方法制备的锂离子电池隔膜。另外，本发明还涉及一种制备包括陶瓷浆料涂覆的隔膜的锂离子电池的方法，其中通过原位合成无机颗粒制备陶瓷浆料涂覆的隔膜。

技术领域

本发明涉及一种制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法。具体地，本发明属于锂离子电池的技术领域，涉及一种通过用原位合成的无机颗粒制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法，特别是一种通过在浆料中直接合成无机颗粒来制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法，及通过该方法制备的锂离子电池隔膜。另外，本发明还涉及一种制备包括陶瓷浆料涂覆的隔膜的锂离子电池的方法，其中通过用原位合成的无机颗粒制备所述陶瓷浆料涂覆的隔膜，以及涉及包含所述隔膜的锂离子电池。

背景技术

在锂离子电池中，隔膜主要起到防止电池正负极物理接触并允许锂离子传导的作用，是电池重要的组成部分之一。目前，锂离子电池隔膜材料主要是具有微孔结构的聚烯烃类材料，如聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP)的单层或多层复合膜，并且已经商品化。聚烯烃隔膜可以提供足够的机械强度和化学稳定性用于锂离子电池。但在安全性方面，聚烯烃隔膜表现不佳，尤其在高温条件下表现出较大的热收缩性。这种热收缩，导致电池正负极接触、短路。尤其是，短路导致大量热迅速积聚，从而引发起火、燃烧甚至爆炸等安全事故。

由于陶瓷材料有较好的高温热稳定性，同时也有较好的电解液浸润性，可以用来改善电池的使用性能，为此技术上多采用无机陶瓷粉体对锂离子电池聚烯烃类隔膜材料进行陶瓷化涂覆改性，以提高隔膜的热稳定性能和电池的寿命、放电效率等。因此，用无机陶瓷粉体对聚烯烃类隔膜材料进行陶瓷化涂覆改性是聚烯烃类隔膜材料改性的主要方向。

专利文献中公开了多种陶瓷粒子涂覆的锂离子电池用隔膜，但是这些发明都是用陶瓷材料粉体，通过球磨和/或者超声的方法分散陶瓷材料粉体进入浆料，从而进行涂覆。这样的专利文献，例如CN 108565382 A、CN 107403898 A、CN 107180938 A、CN 105845870A、CN 109411679 A、CN 108933219 A、CN 108735953 A。这些专利文献都提到需要通过长时间球磨等方法克服陶瓷颗粒之间的团聚，以便把陶瓷颗粒均匀分散在溶剂中。这种方法耗时耗能，成本较高，并且浆料极易被球磨中磨下来的细小碎屑污染。另外，需要外购陶瓷颗粒，价格也很昂贵。

申请人提交的尚未公开的中国专利申请CN 201810897217.5公开了一种在涂覆浆料中直接合成纳米颗粒的方法，然而该涂覆浆料直接涂覆在正极极片和负极极片中的至少一者的表面上以固化形成无机材料膜。需要指出的是，该电池是无隔膜的锂离子电池，其中涂覆的浆料单独成膜，因此浆料的性质和涂覆工艺需要满足单独成膜的特殊条件。

发明内容

本发明通过如下的技术方案及其优选实施方式成功解决了现有技术中存在的上述技术问题。

本发明提供了一种在陶瓷浆料中直接合成纳米颗粒的方法，该方法避免在浆料中分散固体颗粒耗能、耗时、易污染等问题，并能改善隔膜性能，从而提高锂电池的性能。本发明同时也提供了一种通过所述方法制备的陶瓷浆料。

特别是，一般无机颗粒粉体都会严重团聚，制作浆料时，需要长时间球磨和超声等处理，而本发明原位合成的颗粒，没有团聚现象，也不需要该处理步骤。合成的无机材料颗粒呈完美圆球状，粒径均匀一致，而且通过调整合成配方，可以调节粒径的大小，适应锂电池对隔膜的不同的需求。这种原位合成也极大地简化了制备工艺，降低了成本。生产过程中溶剂可以回收，基本没有污染物排放，因而环境友好。

根据本发明的一个方面，提供一种制备陶瓷浆料涂覆的锂离子电池隔膜的方法，所述方法包括如下步骤：