[發明專利]水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201410445320.8
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104157818A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王郗;陳世章;李旦;鄧豪;陳良
• 申請（專利權）人: 深圳市星源材質科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 廣東卓建律師事務所 44305
• 代理人: 皮波

1.一種水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜，其特征在于:包括聚烯烴支撐層,所述聚烯烴支撐層一側為聚合物涂層，另一側為陶瓷涂層；所述聚合物涂層和陶瓷涂層都采用涂布工藝復合，所述聚合物涂層和陶瓷涂層所用的涂布漿料都為水性漿料，所述聚合物涂層中至少包括水性膠黏劑和聚合物粒子，所述陶瓷涂層中至少包括水性膠黏劑和無機納米粒子。

2.根據權利要求1所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜，其特征在于：所述聚烯烴支撐層為聚乙烯多孔薄膜、聚丙烯多孔薄膜；所述聚烯烴支撐層的厚度范圍在8μm-100μm之間，孔隙率范圍為30％-80％，平均孔徑在0.01μm-10μm之間。

3.根據權利要求1所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜，其特征在于：所述聚合物粒子為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚酰亞胺、聚丙烯晴、芳綸樹脂中的一種或者多種；所述聚合物粒子的粒徑范圍為0.01μm-10μm；所述聚合物粒子占水性PVDF涂覆漿料的質量分數為2％-40％。

4.根據權利要求1所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜，其特征在于：所述無機納米粒子為SiO₂、Al₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、ZrO₂中的任意一種或者多種；所述無機納米粒子的粒徑范圍為0.01μm～10μm；所述無機納米粒子占水性陶瓷漿料的質量分數。

5.一種水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

a)水性聚合物漿料制備與涂布

a1：以去離子水作為溶劑，把水溶性膠黏劑、表面活性劑、分散劑、增稠劑等在常溫高速攪拌下溶解，配成溶液；再加入聚合物粉末粒子，高速攪拌均勻，配成水性漿料；漿料中含0.1％～2％的水溶性高分子增稠劑，0.01％～2％的水性分散劑，0.01％～1％的表面活性劑，0.1％～5％的水性膠黏劑，5％～25％的聚合物粉末粒子，67％～83％的去離子水，上述都為質量分數；

a2：采用微凹輥涂布，將a1步制備的水性漿料涂布于支撐層隔膜的一表面，涂布速率為5～100m/min；

a3：將a2步得到的涂覆膜經過30～100℃烘箱烘干；

b)水性陶瓷漿料制備與涂布

b1：以去離子水作為溶劑，把水溶性膠黏劑、增稠劑在常溫下加入去離子水中攪拌溶解，配成溶液；然后在上述溶液中依次加入表面活性劑、水性分散劑和陶瓷粉末，攪拌均勻，配成水性漿料；漿料中含0.1％～2％的增稠劑，0.01％～2％的水性分散劑，0.01％～1％的表面活性劑，0.1％～5％的水性膠黏劑，5％～25％的無機納米粒子，67％～83％的去離子水，上述都為質量分數；

b2:采用微凹輥涂布，將b1步制備的水性陶瓷漿料涂布于支撐層隔膜的另一表面，涂布速率為5～100m/min；

b3：將b2步得到的涂覆膜經過30～100℃烘箱烘干，得到最終復合膜。

6.根據權利要求5所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于：所述支撐層隔膜的厚度范圍在8μm-100μm，孔隙率范圍為30％-80％，平均孔徑在0.01μm-10μm。

7.根據權利要求5所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于：所述聚合物粉末粒子為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚酰亞胺、聚丙烯晴、芳綸樹脂中的一種或者多種；聚所述聚合物粉末粒子的粒徑范圍為0.01μm-10μm。

8.根據權利要求5所述的水性的聚合物和無機納米粒子復合的鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于：所述無機納米粒子為SiO₂、Al₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、ZrO₂中的任意一種或者多種；粒徑范圍為0.01μm～10μm。