[发明专利]阻燃型锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种阻燃型锂离子电池隔膜及其制备方法。本阻燃型锂离子电池隔膜包括以下原料：聚烯烃和水滑石类插层材料；其中所述水滑石类插层材料的质量份数为1‑20%。在阻燃过程中，水滑石类插层材料吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温，其显著的阻燃效果和特殊的理化性能，可以在较少添加量下达到高的阻燃效率，从而实现锂电池隔膜的真正高效阻燃。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种阻燃型锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池包括正极、负极、隔膜及电解液等四大材料。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜。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。随着电池能量密度的不断提升，对电池隔膜厚度及强度的要求越来越高，超薄的隔膜材料在受到电池工作产生的高温环境时，因为隔膜材料本身不耐高温而导致隔膜容易燃烧，造成正负极短路可能产生的爆炸等安全事故。因此，开发超薄、阻燃性能强的隔膜材料，是锂电池隔膜材料技术发展的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃型锂离子电池隔膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃型锂离子电池隔膜，包括以下原料：聚烯烃和水滑石类插层材料；其中所述水滑石类插层材料的质量份数为1-20％。

进一步，所述水滑石类插层材料包含：二价金属化合物和三价金属化合物；其中三价金属化合物占总金属化合物的摩尔比为20-30％。

进一步，所述二价金属化合物中的二价金属离子M²⁺包括Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺中的至少一种；所述三价金属化合物中的三价金属离子M³⁺包括A1³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺、V³⁺中的至少一种。

进一步，所述三价金属化合物中还包括稀土元素，以形成含稀土类水滑石，其化学通式为：_yM³⁺_x Re³⁺_y(OH)^-₂][A^n-]_x+y/n·mH₂O；其中稀土元素的三价离子Re³⁺包括Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Nd³⁺、Pm³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺、Sc³⁺、r³⁺、La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Gd³⁺、Dy³⁺中的至少一种。

进一步，所述水滑石类插层材料包括二元水滑石类插层材料、三元水滑石类插层材料、四元水滑石类插层材料、五元水滑石类插层材料、六元水滑石类插层材料中的至少一种。

进一步，所述水滑石类插层材料适于通过改性剂进行有机改性；所述改性剂包括硬脂酸钠、十二烷基磺酸钠、酒石酸氢钠、衣康酸、单硬脂酸甘油酯、硅烷偶联剂和聚乙二醇；以及所述有机改性的方法包括共沉淀法、离子交换法、焙烧复原法中的任一种。