[發明專利]一種涂覆氧化鋁的隔膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210388888.1
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN103730618A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 周明杰;王要兵;袁新生
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明屬于材料化學技術領域，具體涉及一種涂覆氧化鋁的隔膜及其制備方法。

背景技術

隔膜作為鋰離子電池中的關鍵內層組件之一，其對電池的容量、循環性能、充放電電流密度等關鍵特性有直接的影響，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能有重要作用。采用氧化鋁作為涂層材料涂覆在鋰電池隔膜表面可以在電流過大時，體積膨脹，有效阻斷電流，為大功率鋰電池高能量安度且安全可靠充放電提供了可能。并且，具有非常優良的導熱性能和優良的阻燃性，會阻止大范圍的燃燒甚至爆炸，從而提高電池的安全性。

現有技術中記載了一些使用無機鹽為原料的隔膜制備方法，但這些方法存在以下缺點：首先，需要加入有機物或其他添加劑，工藝復雜且不環保；其次，反應時間較長，常需要幾天或幾周；第三，對反應條件要求較高，通常需要高溫。德國的德固賽通過熱壓的形式直接將無機粉體壓到隔膜上面，容易出現掉粉現象，引起隔膜性質發生變化，從而直接影響鋰電池容量及充放電性能。

發明內容

為解決上述問題，本發明旨在提供一種涂覆氧化鋁的隔膜制備方法，該方法避免了有機物或其他添加劑的使用，并大大縮短了反應時間，不需要高溫燒結，工藝簡單，還能夠有效的提高氧化鋁涂覆的緊密性和均勻性，并且不易掉粉。

本發明提供的一種涂覆氧化鋁的隔膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將經親水處理的隔膜浸潤在Al³⁺的鹽溶液中，然后垂直拉出，在氨氣與氮氣混合氣的氛圍下烘烤6分鐘~24小時，再進行室溫干燥，得到含氫氧化鋁的隔膜，壓制，之后在氮氣或者真空條件下進行烘烤脫水，冷卻，再依次用水、醇洗滌，最后干燥，得到涂覆氧化鋁的隔膜。

優選地，親水處理為將隔膜浸泡在十二烷基磺酸、聚乙二醇、或氟碳烷活性劑中，浸泡10~30分鐘，或者將隔膜放入等離子體處理腔內，通入氬氣，打開射頻電源，調設功率至500W，在常壓下處理0.5~10分鐘。

優選地，隔膜為聚丙烯（PP）隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）隔膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）無紡布隔膜中的一種。

優選地，Al³⁺的鹽溶液為Al₂(SO₄)₃、Al(NO₃)₃或AlCl₃溶液。

優選地，Al³⁺的鹽溶液的濃度為1mol/L。

優選地，氨氣與氮氣混合氣的氛圍中氨氣與氮氣的體積比為1:1~10。

優選地，在氨氣與氮氣混合氣的氛圍中80~120°C烘烤6分鐘~24小時。

優選地，壓制為通過對輥機進行對輥，在2×10⁵Pa壓強下壓制。

優選地，烘烤脫水的時間為1~24小時，溫度為150度。

優選地，氧化鋁的平均顆粒直徑為0.05~1μm；

本發明還提供上述方法制得的涂覆氧化鋁的隔膜。

現有技術中，常使用粘合劑來將活性物質粘結在電池隔膜上，但是在電池充放電過程中可能引起粘合劑被電解液溶脹、破裂等現象，導致電池短路引起爆炸，因此存在一定安全隱患。與現有技術相比，本發明避免了有機物或其他添加劑的使用，直接將氧化鋁涂覆與隔膜表面，減少電池內不必要的內阻，保證了在電池充放電循環中活性物質、集流體等界面間的聯通，提高了隔膜的性能。并且，本發明反應時間短，不需要高溫燒結，工藝簡單，能夠有效的提高氧化鋁涂覆的緊密性和均勻性，并且不易掉粉。通過添加氧化鋁納米涂層，提高電池隔膜的耐熱性，提高電池的安全性。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發明實施例的氧化鋁涂層的隔膜電子顯微鏡圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1