[发明专利]一种锂电池复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂电池复合隔膜及其制备方法，制备方法包括步骤：S1、将预处理蒙脱石分散于溶剂中，搅拌分散均匀，获得蒙脱石分散液；S2、取所述蒙脱石分散液的上层浊液，置于离心管内离心处理，得到蒙脱石纳米片，将所述蒙脱石纳米片置于碱性溶液内进行浸润，然后冰浴超声处理，制得蒙脱石乳液，最后固液分离，干燥得到蒙脱石粉末；S3、将所述蒙脱石粉末与油系粘结剂混合均匀，形成油系涂层浆料；S4、将所述油系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面，干燥后即得到所述锂电池复合隔膜。本发明提供的锂电池复合隔膜，利于锂离子在隔膜上快速传输，提高其循环性能和离子传导率，且制备工艺简便易行、产品纯度高、制备成本低，适宜于大工业生产。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种锂电池复合隔膜及其制备方法。

背景技术

随着锂离子电池应用的迅速发展，作为锂电池结构关键材料之一的锂电隔膜逐渐成为锂电领域研究的热点，而隔膜的主要作用是隔离、正、负极并阻止电子自由穿过，让电解质/液中的离子在正负极间自由通过。隔膜的性能决定着电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环以及电池的安全性能。传统商业化的隔膜材料主要有聚烯烃隔膜材料，如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，但是聚烯烃隔膜的机械强度和相对较低的熔点，限制了锂电池安全性能的提升。

目前，对现有聚烯烃膜的表面改性成为提升隔膜安全性的一种重要手段，例如无机涂层复合膜，也叫陶瓷复合膜，是以聚烯烃隔膜为支撑膜，如PE或者PP，在其表面涂覆一定厚度的具有耐高温性质的无机颗粒，形成一层陶瓷涂层。附有陶瓷涂的隔膜，虽然具有较好的热稳定和机械性能，但由于陶瓷涂层过厚，有碍于锂离子的传导，且陶瓷表面的孔径较小，导致电解液进入孔内比较困难，使隔膜润湿速度慢，影响使用效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种锂离子电池隔膜及其制备方法，以解决现有陶瓷涂层隔膜润湿性和不好的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池复合隔膜的制备方法，包括步骤：

S1、将预处理蒙脱石分散于溶剂中，搅拌分散均匀，获得蒙脱石分散液；

S2、取所述蒙脱石分散液的上层浊液，置于离心管内离心处理，得到蒙脱石纳米片，将所述蒙脱石纳米片置于碱性溶液内进行浸润，然后冰浴超声处理，制得蒙脱石乳液，最后固液分离，干燥得到蒙脱石粉末；

S3、将所述蒙脱石粉末与油系粘结剂混合均匀，形成油系涂层浆料；

S4、将所述油系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面，干燥后即得到所述锂电池复合隔膜。

可选地，所述预处理蒙脱石的粒径为600-1000目。

可选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、水、乙醇、甲醇和N，N-二甲基甲酰胺中的一种。

可选地，S2中，所述离心处理的条件为离心机转速2000-12000rpm、离心时间1-15min，所述浸润的时间为5-12h，所述超声处理的时间为1-3h。

可选地，所述油系粘结剂为粘结剂溶于N-甲基吡咯烷酮中得到的粘性溶液，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)中的一种。

可选地，所述油系涂层浆料中，所述蒙脱石粉末与所述粘结剂的质量比为10：(0.1-2)。

可选地，S4中，将所述油系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面包括：室温下，采用涂布机将所述油系涂层浆料涂布在所述锂电池隔膜表面，涂覆厚度为1-5μm。

可选地，S4中，所述干燥的条件为干燥温度25℃-60℃、干燥2-30min。

相对于现有技术，本发明提供的锂电池复合隔膜的制备方法具有以下优势：