[发明专利]隔膜、其制备方法及电池

说明书

本发明提供隔膜、其制备方法和包括该隔膜的电池。其中隔膜包括基膜和涂层；涂层包括层状硅酸盐和羧甲基纤维素，所述层状硅酸盐为锂皂石或蒙脱土，所述涂层中所述锂皂石与所述羧甲基纤维素的质量比为(5‑15)：(0.5‑1)、所述蒙脱土与所述羧甲基纤维素的质量比为(0.5‑1)：(0.1‑0.5)。本发明的隔膜，其中涂层中层状硅酸盐与CMC的含量在预定范围内，由于层状硅酸盐带有亲水基团羟基，CMC中存在亲水基团羟基和亲油基团，两者复配后，层状硅酸盐中的亲水基团羟基会与CMC分子中的羟基之间会形成氢键，削弱彼此的亲水基团，当层状硅酸盐与CMC的含量满足一定条件时，暴露出CMC中更多的亲油基团，使浆料更好地润湿隔膜，从而实现将超薄涂层涂覆于基膜表面。

技术领域

本发明属于化学电源领域，具体涉及一种隔膜、其制备方法及包含该隔膜的电池。

背景技术

为提高电池的安全性，对隔膜涂层进行了各种各样的研究，其中氧化铝，勃姆石类材料被广泛用于隔膜上。但是这些涂层的厚度基本都在微米以上，高厚度的涂层造成了能量密度的降低，因此为了提高电池的能量密度，发展下一代超薄的涂层迫在眉睫。

通常，采用低成本水系粘结剂羧甲基纤维素(CMC)解决层状硅酸盐与隔膜润湿性差的问题。层状硅酸盐如锂皂石、蒙脱土等，耐高温、耐酸碱及耐电解液侵蚀作用很强，但其表面存在大量的亲水疏油官能团，这些官能团与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)隔膜的润湿性非常差，导致使用一般的水系粘结剂很难将层状硅酸盐涂上去。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种隔膜、该隔膜的制备方法及包含该隔膜的电池。

本发明一方面提供一种隔膜，包括基膜和涂层；涂层包括层状硅酸盐和羧甲基纤维素，所述层状硅酸盐为锂皂石或蒙脱土，所述涂层中所述锂皂石与所述羧甲基纤维素的质量比为(5-15)：(0.5-1)、所述蒙脱土与所述羧甲基纤维素的质量比为(0.5-1)：(0.1-0.5)。

本发明另一方面提供一种隔膜的制备方法，包括：将层状硅酸盐加入分散剂中分散均匀，形成分散液，其中所述层状硅酸盐为锂皂石或蒙脱土；将羧甲基纤维素加入到分散液中，并搅拌分散形成凝胶；及将凝胶涂覆在基膜上，干燥得到涂层；所述涂层中，所述锂皂石与所述羧甲基纤维素的质量比为(5-15)：(0.5-1)、所述蒙脱土与所述羧甲基纤维素的质量比为(0.5-1)：(0.1-0.5)。

本发明另一方面还提供一种包括上述隔膜的电池。

本发明的隔膜，其中涂层中层状硅酸盐与CMC的含量在预定范围内。由于层状硅酸盐带有亲水基团羟基，CMC中存在亲水基团羟基和亲油基团，两者复配后，层状硅酸盐中的亲水基团羟基会与CMC分子中的羟基之间会形成氢键，削弱彼此的亲水基团，涂层中层状硅酸盐与CMC的含量会影响对亲水基团的削弱程度，当层状硅酸盐与CMC的含量满足一定条件时，会暴露出CMC中更多的亲油基团，从而使浆料更好地润湿隔膜，CMC的亲油基团吸附于隔膜，亲水基团通过氢键连接层状硅酸盐的羟基，在隔膜表面涂层中的各组分由无序变为有序自组装形成超薄涂层。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是实施例1的凝胶浸润及干燥后的隔膜的照片。

图2是实施例2的凝胶浸润、涂布基膜及干燥后的隔膜的照片。

图3是实施例3的凝胶浸润及干燥后的隔膜的照片。

图4是实施例4的凝胶浸润及干燥后的隔膜的照片。

图5是实施例5的凝胶浸润、涂布基膜及干燥后的隔膜的照片。

图6是实施例6的凝胶浸润、涂布基膜及干燥后的隔膜的照片。

图7是实施例7的凝胶浸润及干燥后的隔膜的照片。