[发明专利]一种蒙脱石改性锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种蒙脱石改性锂电池隔膜及其制备方法，制备步骤为：将预处理蒙脱石分散于水系溶剂中，搅拌均匀，获得蒙脱石前驱体溶液；取所述蒙脱石前驱体溶液的上层浊液，置于离心管内离心，得到纳米级层状蒙脱石粉末；将高分子粘结剂分散于水系分散剂内形成水系粘结剂，并将所述水系粘结剂与所述纳米级层状蒙脱石粉末混合均匀，形成水系涂层浆料；将所述水系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面，干燥后即得到所述蒙脱石改性锂电池隔膜。本发明提供的蒙脱石改性锂电池隔膜，能显著增加对电解液的吸液率，具有较好的离子传导率和循环稳定性，且制备方法简单、成本低，适于推广。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种蒙脱石改性锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成，隔膜作为正负电极间的一层多孔薄膜，它阻断电池内的电子通过，但允许锂离子通过，形成充放电回路。隔膜的性能直接影响锂离子电池的容量、循环性能以及安全性能。目前，聚烯烃隔膜是锂离子电池隔膜的主导材料，聚烯烃隔膜价格低廉、力学性能优异、化学性能较稳定，但存在润湿性差、对电解液的亲液性差、持液率低等问题。

为提高锂离子电池隔膜的电化学性能，多采用在隔膜上负载陶瓷涂层，然而陶瓷涂层隔膜，虽具有较好的热稳定和机械性能，但由于涂层过厚，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，影响生产效率。因此，如何通过简单、环保的方法改善锂电池隔膜的性能，从而提升锂离子电池的综合性能，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种蒙脱石改性锂电池隔膜及其制备方法，以解决现有锂电池隔膜厚度大、对电解液的吸液率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种蒙脱石改性锂电池隔膜的制备方法，具体步骤为：

S1、将预处理蒙脱石分散于水系溶剂中，搅拌均匀，获得蒙脱石前驱体溶液；

S2、取所述蒙脱石前驱体溶液的上层浊液，置于离心管内离心，得到纳米级层状蒙脱石粉末；

S3、将高分子粘结剂分散于水系分散剂内形成水系粘结剂，并将所述水系粘结剂与所述纳米级层状蒙脱石粉末混合均匀，形成水系涂层浆料；

S4、将所述水系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面，干燥后即得到所述蒙脱石改性锂电池隔膜。

可选地，所述预处理蒙脱石的粒径为800-1500目。

可选地，所述预处理蒙脱石的制备方法包括：将天然鳞片蒙脱石材料球磨处理得到细化蒙脱石粉，将所述细化蒙脱石粉置于碱性溶液内进行浸润；然后将浸润后的所述细化蒙脱石粉放入冰浴超声低温槽内进行超声分级处理，制得蒙脱石乳液；最后除去所述蒙脱石乳液内的溶液，低温干燥，即得到所述预处理蒙脱石。

可选地，所述粘结剂包括羟甲基纤维素、高取代羟丙基纤维素聚丙烯酸、聚乙烯醇和丙烯腈多元共聚物中的一种或多种。

可选地，所述水系溶剂和所述水系分散剂均包括去离子水、乙醇、乙二醇、丙二醇和异丙醇中的一种或多种。

可选地，所述蒙脱石前驱体溶液中，所述预处理蒙脱石与所述水系溶剂的固液比为1：(100-50)。

可选地，所述水系粘结剂中，所述粘结剂与所述水系分散剂的固液比为(0.02-0.1)：1。

可选地，所述水系涂层浆料中，所述蒙脱石粉末与所述粘结剂的质量比为10：(1-0.8)。

可选地，将所述水系涂层浆料涂覆于锂电池隔膜表面包括：室温下，采用涂布机将所述水系涂层浆料涂布在所述锂电池隔膜表面，涂覆厚度为3-5μm。