[發明專利]鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜及配套涂層漿料配方

在審

• 申請號: 201711316520.3
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107946525A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 孫全;司曉影;程傳捷;宋騰飛;佘沛亮
• 申請（專利權）人: 江蘇雙登富朗特新能源有限公司;雙登集團股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池用膜，具體地講，本發明涉及一種鋰離子電池用鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜，本發明還涉及配套的涂層漿料配方。

背景技術

鋰離子電池正負極之間由隔膜相隔，用聚烯烴材質制成的隔膜在電池結構中作為絕緣體，能夠做到每個方向的電子均不能通過。為了進一步提高鋰離子電池電化學反應效率，本行業優先選用微孔隔膜，該種隔膜除保留原有的電子絕緣功能外，預置的微孔便于離子自由通過。鋰離子電池配套的片狀電極均經過輥壓加工，從宏觀上看片狀電極表面相對平整，但從微觀上看則表面凹凸不平，因此處在正負極之間的隔膜易被磨損，導致鋰離子電池在充放電過程中產生局部過充或過放電，從而加速電池性能劣化速度，甚至形成安全隱患。面對上述現實問題，本行業目前暫時沒有合適的解決方案，所以現有技術制成的鋰離子電池循環壽命很難達到預期。

發明內容

本發明主要針對現有技術的不足，提出一種鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜，該隔膜結構簡單、制作容易，除保留隔膜厚度方向絕緣和離子自由通行的功能外，最重要的是隔膜面上新增涂層導電，該結構層有利于片狀電極高效分散或收集電流。本發明還涉及配套的涂層漿料配方。

本發明通過下述技術方案實現技術目標。

鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜，其改進之處在于：它以微孔隔膜為基材，在微孔隔膜兩平面上分別設有涂層。所述涂層烘干后厚度為1～5μm。

作為進一步的改進方案，所述涂層是一種導電涂層。

鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜配套涂層漿料配方，其改進之處在于：按重量百分比計量下列組分，粘結劑1～10%、分散劑1～5%、溶劑75～87%和碳材料5～20%。

作為進一步的改進方案，所述碳材料選用一維碳材料或二維碳材料的一種或兩種組合。所述一維碳材料包括碳管、碳纖維，二維碳材料包括石墨烯和片狀石墨。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、在微孔隔膜兩平面上外置導電涂層，層疊結構簡單、外置工序容易；

2、導電涂層直接附著在微孔隔膜兩平面上，新增面上導電功能，該功能有助于片狀電極均勻分散或收集電流，使得片狀電極表面電流均一性得到極大提高，局部過充或過放問題得以解決；

3、導電涂層中選用一維或二維碳材料，既保證面上導電，又可避免點狀的顆粒堵塞隔膜預置微孔，確保離子通道無阻。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發明。

本發明是一種用于用于鋰離子電池電極之間鋰離子電池外置涂層的微孔隔膜,它以微孔隔膜為基材,在微孔隔膜的兩平面上分別設有涂層。直接附著在微孔隔膜上的涂層厚度極薄，要求涂層烘干后只有1～5μm。本發明應用的涂層是一種導電涂層，涂刷前先按漿料配制，其配方由下列組分按重量百分比計量下列組分，粘結劑1～10%、分散劑1～5%、溶劑75～87%和碳材料5～20%。組分中的碳材料是涂層漿料的核心材料，其質量決定隔膜面上導電能力。選擇碳材料既要考慮導電效率，還要考慮涂抹后碳材料不能堵塞微孔隔膜上預置的微孔，確保鋰離子電池使用時離子自由通過微孔。本發明選定的碳材料是一維碳材料或二維碳材料的一種或兩種組合。所用一維碳材料包括碳管、碳纖維，二維碳材料包括石墨烯和片狀石墨。導電涂層直接附著在微孔隔膜兩平面上，新增面上導電功能，該功能有助于片狀電極均勻分散或收集電流，使得片狀電極表面電流均一性得到極大提高，局部過充或過放問題得以解決，最終使配套的鋰離子電池循環壽命提高。

下面列舉實施例來進一步說明本發明技術效果。

涂層漿料不同組分實施例表