[發明專利]一種鋰離子電池隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201711481091.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108448028B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 姚坤;陳官茂;王哲;李慶亞
• 申請（專利權）人: 深圳中興新材技術股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/411;H01M50/434;H01M50/44;H01M50/443;H01M50/451;H01M50/454;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

本申請公開了一種鋰離子電池隔膜及其制備方法。本申請的鋰離子電池隔膜，包括復合在一起的有機膜層和無機膜層；有機膜層為納米纖維素膜，無機膜層為無機顆粒形成的陶瓷層。本申請的鋰離子電池隔膜，創造性的采用納米纖維素膜作為有機膜層，在其表面形成陶瓷層，納米纖維素膜層與陶瓷層的界面結合力更好，提高了鋰離子電池隔膜整體的剝離強度，并且，在保留了陶瓷層的耐高溫等特征的同時，又很好的解決了涂層脫落、掉粉的問題。采用納米纖維素膜作為有機膜層，其液體傳導速率快，吸液能力強，而且吸收電解液后容易形成凝膠狀，使得鋰離子電池隔膜能更好的貼合在電極表面，提高了鋰離子電池的整體綜合性能。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池隔膜領域，特別是涉及一種鋰離子電池隔膜及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池隔膜是一種多孔膜。鋰離子電池隔膜在鋰離子電池中的主要作用是隔離電池正負極，防止電池內部短路；提供鋰離子在充放電過程中的遷移的通道，允許鋰離子通過。前商業化的隔膜主要分為干法單向拉伸隔膜、濕法雙向拉伸隔膜。參見專利US5480745、JP2004323820。

現有的隔膜主要材料均為聚烯烴材料，即聚烯烴微孔膜。但是，聚烯烴熱穩定性差、吸液率低、吸液速度慢。為進一步提高鋰電池隔膜吸收電解液的能力、提升隔膜的熱穩定性以及抵抗鋰枝晶的能力，通常在隔膜表面復合耐高溫涂層。陶瓷由于可以在水中分散，環保性好，目前已經廣泛用于隔膜的涂覆，以制備成熱穩定性好的耐高溫陶瓷涂層隔膜。但陶瓷作為無機材料，密度大，陶瓷顆粒之間無應力傳導，使得陶瓷涂層隔膜的力學強度下降嚴重；而且陶瓷顆粒無機材料與有機隔膜基膜的相容性差，使得陶瓷顆粒容易脫落，即掉粉，致使陶瓷涂層隔膜的耐高溫性能下降，影響電池性能。

發明內容

本申請的目的是提供一種新的鋰離子電池隔膜及其制備方法。

為了實現上述目的，本申請采用了以下技術方案：

本申請的一方面公開了一種鋰離子電池隔膜，包括復合在一起的有機膜層和無機膜層；有機膜層為納米纖維素膜，無機膜層為無機顆粒形成的陶瓷層。

本申請的鋰離子電池隔膜，創造性的采用納米纖維素制備有機膜層，并在納米纖維素膜的表面制備陶瓷層；無機顆粒與納米纖維素之間通過氫鍵相互作用，并借助納米纖維素形成網絡，提高成膜性，解決掉粉問題；同時，納米纖維素還可以提復合電池隔膜的穿刺強度。此外，納米纖維素膜中的纖維狀結構使得其液體傳導速率快，吸液能力強，而且吸收電解液后容易形成凝膠狀，能夠更好的貼合在電極表面，提高了內阻的一致性。

優選的，復合電池隔膜在180度角度的剝離強度大于50N/m。

需要說明的是，本申請的鋰離子電池隔膜，由于采用納米纖維素作為有機膜層，使得陶瓷層與有機膜層的結合力更好，無機顆粒不易脫落，無掉粉現象，并且，本申請的一種實現方式中，本申請鋰離子電池隔膜在180度角度的剝離強度大于50N/m，陶瓷層與有機膜層的結合力強，保障了鋰離子電池隔膜的各項性能，避免了陶瓷層脫落對隔膜或電池的影響。

優選的，無機顆粒選自三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、碳酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、勃姆石中的至少一種。

優選的，有機膜層的厚度為5-30μm，孔隙率為10-80％孔徑范圍為0.01-0.5μm。

更優選的，有機膜層的厚度為10-20μm，孔隙率為40-60％，孔徑范圍為0.03-0.08μm。

優選的，無機膜層的厚度為0.5-10μm。更優選的，無機膜層的厚度為2-5μm。

本申請的另一面公開了本申請的鋰離子電池隔膜在鋰離子電池中的應用。

本申請的另一面公開了一種采用本申請的鋰離子電池隔膜的鋰離子電池。