[發明專利]一種鋰離子電池隔膜及高溫熱穩定型鋰離子電池

無效

• 申請號: 201110379586.3
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102437302A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 劉勇標
• 申請（專利權）人: 東莞市比比克電子科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 蔡邦華

1.一種鋰離子電池隔膜，包括作為基層的聚烯烴微孔薄膜，其特征在于：在所述聚烯烴微孔薄膜的一側表面上或者兩側表面上制作納米陶瓷材料涂層，所述納米陶瓷材料涂層的成分包括納米級的氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氮化硼、氮化鋁中任意一種或其中的任意一種氧化物與任意一種氮化物的組合，所述納米陶瓷材料涂層的成分還包括粘結劑。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：粘結劑采取鋰離子電池常用的PVDF，或者SBR系列，或者電化學性能穩定的聚丙烯酸鈉系列粘結劑，主要作用是提供納米陶瓷材料涂層的穩定形成，同時與聚烯烴微孔薄膜本身粘結。

3.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：對于容量大約為100-5000mAh的小容量鋰離子電池，聚烯烴微孔薄膜的厚度為5～20微米；對于容量通常為5Ah-200Ah的大容量的汽車動力電池及儲能電池，聚烯烴微孔薄膜的厚度為10～30微米。

4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：對于容量為100-5000mAh的小容量鋰離子電池，其單側納米陶瓷材料涂層的厚度為1～5um；對于容量通常為5Ah-200Ah的大容量的汽車動力電池及儲能電池，其單側納米陶瓷材料涂層的厚度為1～10um。

5.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：對于單側納米陶瓷材料涂層在5um以下的，所述納米級的氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氮化硼及氮化鋁各自的平均顆粒直徑為300～1000納米；單側納米陶瓷材料涂層在5～10um者，所述納米級的氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氮化硼及氮化鋁各自的平均顆粒直徑為700～2500納米。

6.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：構成所述納米陶瓷材料涂層的納米陶瓷材料的平均粒徑大于聚烯烴微孔薄膜的平均孔徑，或者，所述納米級的氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氮化硼及氮化鋁各自的最小顆粒度Dmin大于聚烯烴微孔薄膜的最大孔徑dmax。

7.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于：制作所述納米陶瓷材料涂層的流程如下：?

第一步：對聚烯烴微孔薄膜的處理：檢查聚烯烴微孔薄膜的潤濕性，　聚烯烴微孔薄膜的潤濕性以達因筆來測試，測量的數值以達因表示；對于SBR和聚丙烯酸鈉系列之水溶性或者以水做溶劑的粘結劑，則要根據聚烯烴微孔薄膜的表面張力進行電暈處理，使得聚烯烴微孔薄膜表面的達因數值在50以上；對于PVDF系列粘結劑，采用NMP溶劑，則聚烯烴微孔薄膜表面不需要進行電暈處理；　

第二步：準備納米陶瓷材料涂層漿料：將準備好的去離子水、粘結劑水溶液、溶劑及陶瓷粉末按照一定的配比加入攪拌設備攪勻，攪拌設備需要具備高速剪切分散功能，分散盤的剪切速度在RPM2000-3000之間，攪拌時間約為三個小時；必要時進球磨以保證分散性能、不結團及不沉降；球磨完成后，緩慢攪拌，同時根據氣泡狀況是否進行真空除泡操作；如采用PVDF粘結劑，則需要使用NMP溶劑將PVDF充分溶解后加入納米陶瓷材料進行攪拌；

???第三步：將準備的納米陶瓷材料涂層漿料用刮膜刀，或者用刮膜器均勻的涂在經處理的聚烯烴微孔薄膜上；也可以采用移印試驗臺制納米陶瓷材料涂層；

第四步：60℃運風烘箱烘干，需要30～60分鐘；采用PVDF粘結劑時需要根據實際情形適當延長烘干時間；

第五步：如果需要雙面納米陶瓷材料涂層，在聚烯烴微孔薄膜的另一側面上重復第三步及第四步的處理即可。

8.高溫熱穩定型鋰離子電池，包括正極、負極、電解液、隔膜及包裝，其特征在于：所述隔膜采用權利要求1至權利要求7所述的任意一種鋰離子電池隔膜。