[發明專利]一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710314914.9
• 申請日: 2017-05-07
• 公開（公告）號: CN108417758A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李崢;馮玉川;周忠年;臧垚;陳云;楊帆;南策文
• 申請（專利權）人: 江蘇清陶能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料，該漿料包括以下重量分數的組分：去離子水：30?150份；陶瓷粉：30?60份；粘結劑：10?30份；分散劑：3?6份；增稠劑：3?10份；穩定性：2?6份；pH調節劑：1?3份；消泡劑：1?3份。本發明還公開了一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料的制備方法。

技術領域

本發明涉及鋰電池、化學等領域，具體為一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料及其制備方法。

背景技術

隨著清潔能源越來越受關注，鋰離子電池由于其高能量密度和較長的循環壽命等優點正得到快速發展。鋰離子電池已被廣泛用于數碼電子產品、新能源汽車等眾多領域，被國際公認為極具應用前景及市場價值的新型能源載體。近年來，我國也大力發展鋰離子電池產業，鋰電成為研發和產業化的熱門領域。

然而鋰離子電池還存在一些問題，其中重要的一點就是安全性問題。而隔膜起到非常關鍵的作用。隔膜的工作原理是阻隔正負極材料，避免二者直接接觸導致短路，從而避免了安全事故。所以隔膜的性能直接影響著鋰離子電池的安全性。單層聚乙烯(PE)、單層聚丙烯(PP)、PP/PE/PP三層隔膜等聚烯烴類隔膜在高電流強度、高溫或鋰枝晶生長的情況下，容易發生收縮或穿孔，從而導致正負極短路。目前該類隔膜已不能滿足應用需求。在聚烯烴等基材上涂覆陶瓷層制成復合隔膜的方法得到廣泛采用。常用的陶瓷材料包括二氧化硅、二氧化鋯、氧化鋁等。

陶瓷隔膜的一般制備方法是將溶劑、陶瓷粉、粘結劑、分散劑等成分混合后機械攪拌得到漿料，然后把漿料涂覆到基材表面并烘干得到成品。如專利CN105514328A和CN104538573A等均采用此類方法。該工藝流程簡單，但對陶瓷粉的分散效果不夠理想，存在部分軟團聚現象，容易導致漿料穩定性差，陶瓷隔膜表面粗糙、厚度不均等問題。這些問題將對鋰離子電池的安全性能帶來隱患。所以開發出分散更加均勻、穩定的陶瓷隔膜漿料十分必要。

發明內容

本發明的目的是：提供一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料，解決現有技術中至少一種缺陷，使得陶瓷隔膜漿料分散更加均勻、穩定。

實現上述目的的技術方案是：一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料，該漿料包括以下重量分數的組分：去離子水：30-150份；陶瓷粉：30-60份；粘結劑：10-30份；分散劑：3-6份；增稠劑：3-10份；穩定性：2-6份；pH調節劑：1-3份；消泡劑：1-3份。

在本發明一較佳實施例中，所述陶瓷粉包括二氧化硅、二氧化鋯、三氧化二鋁、硫酸鋇中的至少一種。

在本發明一較佳實施例中，所述粘結劑為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸酯類三元共聚物、改性聚丙烯腈(PAN)類粘結劑或改性聚甲基丙烯酸甲酯類(PMMA)粘結劑。

在本發明一較佳實施例中，所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、多支鏈醇改性表面活性劑等非離子型分散劑。

在本發明一較佳實施例中，所述增稠劑為羥丙基甲基纖維素(HPMC)。

在本發明一較佳實施例中，所述穩定劑為改性鈦酸酯偶聯劑類。

在本發明一較佳實施例中，所述pH調節劑為碳酸氫鈉、碳酸氫二鈉中的至少一種；所述消泡劑為高溫有機硅消泡劑。

本發明的另一個目的是：提供一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料的制備方法。

實現上述目的的技術方案是：一種鋰離子電池陶瓷隔膜漿料的制備方法，包括以下步驟，將所述陶瓷粉、去離子水、分散劑、增稠劑、pH調節劑混合，攪拌，制得混合物；將所述混合物轉入球磨機，球磨2h-3h，制得陶瓷粉分散液；將所述陶瓷粉分散液轉入攪拌裝置，添加所述分散劑、粘結劑、穩定劑、消泡劑、去離子水，并在1500rpm-2500rpm轉速下攪拌2h-3h；將攪拌后的漿料轉入超聲設備，超聲分散30min-60min，得到分散均勻、穩定的陶瓷隔膜漿料。