[发明专利]锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池的制造方法领域，公开了一种锂电池隔膜及其制备方法，锂电池隔膜，包括聚合物基材和硅酸盐粉末，聚合物基材的质量百分比为40wt％～99.9wt％，硅酸盐粉末的质量百分比为0.1wt％～60wt％。本发明通过含有邻苯二酚基团的聚合物对隔膜进行改性，将锂电池的隔膜置入含有邻苯二酚基团聚合物单体的溶液中，在隔膜表面及孔内表面形成聚合物，从而提高隔膜与锂金属负极之间的吸附性，提高电解液在隔膜中的浸润性和保存性。

技术领域

本发明涉及锂电池的制造方法领域，具体而言，涉及一种锂电池隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池通常主要由正极、负极、隔膜、电解液和电池外壳组成。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。可见在锂离子电池的结构中，隔膜是非常重要的组件，隔膜性能的优劣影响电池的界面结构、内阻等参数，进而对电池的容量、循环性能和安全性能产生一定的影响，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

陶瓷隔膜的制备工艺大致分为以下三种：(1)直接在聚烯烃微孔膜涂覆陶瓷层；(2)陶瓷粉与成膜材料共混后涂覆成膜；(3)将陶瓷粉与成膜材料的单体混合后，成膜材料的单体聚合成膜。方法(1)和方法(2)制备隔膜时会出现掉粉问题且厚度容易存在不均匀，尤其是方法(1)制成的陶瓷隔膜中的陶瓷层与基膜间的结合力较弱，脆性大、透气性差，易出现陶瓷层脱落现象。方法(3)中成膜材料的单体聚合不容易控制，且成本偏高。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题提供一种具有高耐热性同时透气性能良好的锂电池隔膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的锂电池隔膜，包括聚合物基材和硅酸盐粉末，聚合物基材的质量百分比为40wt％～99.9wt％，硅酸盐粉末的质量百分比为0.1wt％～60wt％，聚合物基材的制备方法为：

第一步，将碳酸钾、邻苯二酚溶于二氯甲烷得到溶液A，将对甲苯磺酰氯溶于二氯甲烷得溶液B；

第二步，将溶液B缓慢滴入溶液A中，并加入去离子水洗去无机盐，分液、干燥、过滤、蒸干有机溶剂后，将所得物溶于二氯甲烷；

第三步，在冰浴条件下加入三氯化铝，缓慢滴加由羟基、硫醇、氨基、酯基、氟取代烷烃封端的溴代烷烃至少一种，加入去离子水洗去无机盐，分液、干燥、过滤、蒸干有机溶剂；

第四步，将所得物溶于二氯甲烷，加入浓硫酸催化回流，加入去离子水洗去无机盐，分液、干燥、过滤、蒸干有机溶剂即得到聚合物基材。

上述锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1，将聚合物基材加入有机溶剂中，搅拌，使聚合物基材溶解于有机溶剂中，得到第一胶体溶液；

S2：将硅酸盐粉末加入步骤S1中获得的第一胶体溶液中，搅拌混合均匀，获得第二胶体溶液；

S3：采用电泳沉积法在基底上形成隔膜：将步骤S2得到的第二胶体溶液加入电泳槽中，以金属基底作为正极，导电碳材料作为负极，进行电泳；电泳后，金属基底的表面沉积一层隔膜；

S4：将带有隔膜的金属基底干燥，干燥后将隔膜从金属基底上剥离，获得锂电池隔膜。

优选地，硅酸盐粉末为锂-蒙脱土、锂云母、锂辉石、叶腊石中的一种或至少两种的组合。

优选地，S1中，第一胶体溶液中有机溶剂占第一胶体溶液总量的40wt％～90wt％。

优选地，S1中，有机溶剂为乙腈、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或至少两种的混合。

优选地，S1中，搅拌条件为30℃～100℃下搅拌10～30min。