[发明专利]粘结性隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种粘结性隔膜及其制备方法，包括：基材；陶瓷颗粒涂层，陶瓷颗粒涂层固设在基材的一侧或两侧，陶瓷颗粒涂层由若干陶瓷颗粒构成，陶瓷颗粒涂层中包括粘结性聚合物颗粒，设陶瓷颗粒涂层的厚度为X，设粘结性聚合物颗粒的粒径为Y，设陶瓷颗粒的粒径为Z，X和Y之间的关系满足：X＜Y，Y和Z的关系满足：Y≥5Z。本发明的粘结性隔膜及其制备方法，该隔膜既满足了隔膜和极片热压后粘接力的要求，又解决了陶瓷和粘结性聚合物颗粒混合涂覆隔膜热收缩性能相较于全陶瓷涂覆隔膜骤降的问题，且该隔膜省去了涂胶的步骤，有效节省了生产成本。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种粘结性隔膜及其制备方法。

背景技术

现有电池隔膜一般会涂覆陶瓷涂层，但陶瓷涂覆隔膜和极片基本无粘接力，电池在充电及放电期间，正电极及负电极会反复收缩及膨胀，导致电池隔膜和极片的分离，引发电池性能及稳定性等问题。

针对传统隔膜的缺陷，研究者们通过在陶瓷涂覆层上涂胶使隔膜和极片具有一定的粘接力，从而提高电池的稳定性，但工艺复杂且生产成本高。同时开发了有机-无机（陶瓷）混合涂覆复合隔膜，但此类隔膜在同样较薄（小于5μm）的涂层厚度下热收缩性能相较于全陶瓷涂覆隔膜会变得很差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决现有技术中现有的隔膜的综合性能不佳的技术问题。本发明提供一种粘结性隔膜及其制备方法，在陶瓷颗粒涂层中加入大颗粒粘结性聚合物颗粒，通过辊涂的方式涂布，该隔膜既满足了隔膜和极片热压后粘接力的要求，又解决了陶瓷和粘结性聚合物颗粒混合涂覆隔膜热收缩性能相较于全陶瓷涂覆隔膜骤降的问题，且该隔膜省去了涂胶的步骤，有效节省了生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种粘结性隔膜，包括：

基材；

陶瓷颗粒涂层，所述陶瓷颗粒涂层固设在所述基材的一侧或两侧，所述陶瓷颗粒涂层由若干陶瓷颗粒构成，所述陶瓷颗粒涂层中包括粘结性聚合物颗粒，设所述陶瓷颗粒涂层的厚度为X，设所述粘结性聚合物颗粒的粒径为Y，设所述陶瓷颗粒的粒径为Z，X和Y之间的关系满足：X＜Y，Y和Z的关系满足：Y≥5Z。

本发明限定X＜Y以及Y≥5Z，一方面，粘结性聚合物颗粒能够外露于所述陶瓷颗粒涂层，在热压时，隔膜和极片能够有效的通过外露的粘结性聚合物颗粒粘合，若是粘结性聚合物颗粒的粒径Y过小，粘结性聚合物颗粒会被陶瓷颗粒埋没，在热压时，无法作用于隔膜和极片的粘合，进而，会影响到隔膜和极片的粘结性能。

另一方面，陶瓷颗粒在尺寸较大的粘结性聚合物颗粒周围形成稳定的空间结构，保证隔膜良好的热稳定性，若陶瓷颗粒尺寸相对粘结性聚合物颗粒尺寸较大，会使得涂层中粘结性聚合物颗粒周围陶瓷颗粒之间的间隙过大，无法形成稳固的结构，导致隔膜热稳定性下降。

进一步地，为了便于选材，所述粘结性聚合物颗粒包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸脂类共聚物的一种或几种。

进一步地，所述粘结性聚合物颗粒粒径D50在2μm-20μm，设定粘结性聚合物颗粒的粒径范围D50在2μm-20μm之间，若小于2μm，粒径过小，粘结性聚合物颗粒会破坏陶瓷颗粒间形成的化学键，破坏陶瓷之间的连接，导致涂层的热稳定性下降；若大于20μm，粒径过大将会影响到锂离子的正常通行，增加电池安全风险，且增加涂布难度，影响热压后隔膜的厚度。

进一步地，为了保证粘结性聚合物颗粒的粒径较为均一，所述粘结性聚合物颗粒的粒径分布的宽度（D90-D10）/D50在0.1-4范围内。

进一步地，所述陶瓷颗粒包含第一陶瓷颗粒和第二陶瓷颗粒，所述第一陶瓷颗粒粒径D50为100nm-800nm，所述第二陶瓷颗粒粒径D50为20nm-200nm，所述第一陶瓷颗粒占所述陶瓷颗粒总质量的50%-100%。