[发明专利]一种基于电泳涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于电泳涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜及其制备方法。涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜包括基膜，基膜表面有电泳液沉积形成的陶瓷颗粒。基膜为PE膜、PP膜、PE/PP多层复合膜中的任意一种。其中，电泳液包括以下质量份数的原料，陶瓷颗粒20～60wt.％、防沉剂5～15wt.％、粘结剂5～15wt.％、分散剂0.1～3wt.％、余量为溶剂。本发明制备得到的陶瓷颗粒涂覆的锂电池隔膜，可实现陶瓷颗粒层厚度可控，摆脱传统涂覆浆料粘度的束缚和限制，解决常规涂覆隔膜底层暴露的问题，涂覆层更加均匀平整，陶瓷颗粒和基膜之间粘结力增强。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体为一种基于电泳涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池隔膜是锂电池中较为重要的组成部分，其主要起到绝缘、隔绝锂电池正负极、吸附电解液、传输锂离子的作用。锂电池隔膜多选聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子聚合材料，尽管聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子聚合材料在常温下具有优异的力学强度和热稳定性，但由于聚合物自身的结构特性，在高温状态下已出现热收缩现象，隔膜的热收缩会导致正负极接触发出短路，瞬间积聚大量的热量；大量的热产生使温度迅速升高，当温度达到聚合物熔点时，隔膜熔解，锂电池正负极大面积接触发生短路，热量迅速积聚，导致锂电池内部压力升高，引发锂电池燃烧、爆炸。

为了解决上述问题，陶瓷涂覆隔膜顺势而生，并在锂电池隔膜领域内得到广泛的应用和研究。陶瓷涂覆隔膜是在隔膜表面均匀涂覆一层陶瓷颗粒，陶瓷颗粒属于无机粒子，其具有高热性、强度大、稳定性高的特点；因此陶瓷颗粒可赋予锂电池隔膜优异的耐热性，降低隔膜热收缩风险，从而有效避免锂电池因短路引起的电池燃烧、爆炸现象。

目前，行业内常采用网纹辊涂覆技术制备陶瓷涂覆隔膜。网纹辊涂覆法的主要操作步骤如下：首先将陶瓷颗粒与溶剂混合配制成陶瓷浆料，然后用凹版辊转移的方法将陶瓷浆料均匀涂覆在隔膜表面，涂覆完成后，干燥得到陶瓷涂覆隔膜。因陶瓷浆料流变性质的限制，该方法不易实现超薄陶瓷涂层在隔膜表面的均匀涂覆。另外，网纹辊涂覆技术实际操作时容易出现隔膜底层暴露的问题，该涂覆操作对网纹辊、刮刀的磨损严重，需要经常更换等，大大降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电泳涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：所述锂电池隔膜包括基膜，基膜表面有电泳液沉积形成的陶瓷颗粒。

进一步的，所述陶瓷颗粒涂层的厚度为1～5μm。

进一步的，所述陶瓷颗粒涂层的厚度为1～2μm。

进一步的，所述电泳液包括以下质量份数的原料，陶瓷颗粒20～60wt.％、防沉剂5～15wt.％、粘结剂5～15wt.％、分散剂0.1～3wt.％、余量为溶剂。

进一步的，所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、强氧化镁、二氧化硅中的任意一种。

进一步的，所述粘结剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯、丙烯酸型粘结剂中的任意一种或多种。

进一步的，所述防沉剂为羧甲基纤维素钠或层状硅酸盐；所述分散剂为异丁醇、环己醇、聚丙烯酸钠中的任意一种或多种；所述溶剂为水、乙醇、丙酮、NMP、四氯化碳中的任意一种。

进一步的，所述基膜为PE膜、PP膜、PE/PP多层复合膜中的任意一种。

一种基于电泳涂覆陶瓷颗粒的锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤；

(1)制备电泳液：将溶剂和分散剂混合，搅拌；加入陶瓷颗粒，搅拌，得到陶瓷颗粒分散液；向陶瓷颗粒分散液加入防沉剂、粘接剂，搅拌，得到电泳液；