[實用新型]一種高安全性的陶瓷涂覆隔膜

有效

• 申請號: 201720086500.0
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN207165671U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 周素霞;王曉明;楊浩田;韋程
• 申請（專利權）人: 東莞市卓高電子科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及陶瓷涂覆隔膜的技術領域，具體涉及一種高安全性的陶瓷涂覆隔膜。

背景技術

鋰離子電池作為新型的高能化學電源，在高溫或高效率充放電等條件下，電池體系的熱效應會引起電池內部的熱積累，極易導致熱失控及聚烯烴隔膜熔解，引發電芯大面積短路，從而引起鋰電池的燃燒和爆炸。陶瓷材料是一種耐熱性能好的無機材料，也是目前解決聚烯烴隔膜熱收縮問題的主要手段，如申請號為CN 201410663119.7的一種陶瓷隔膜及其制備方法和應用，通過在微孔膜一側或兩側涂覆氧化鋁陶瓷層，改善了隔膜的熱穩定性，但在動力/儲能系統對電池的高輸出、高容量的情況下，電池在異常行為發生著火或爆炸的可能性是現有電池的幾倍至幾十倍，對隔膜的熱穩定性要求更高。

堿性陶瓷具有水份低，吸熱量大，且有抑煙性、阻燃性、硬度低，使電芯產氣少等優點堿性陶瓷較市場通用陶瓷材料具有更好的性能，是一種潛在可發展的陶瓷隔膜涂覆材料。但堿性陶瓷表面有大量的羥基，是一種極性很強的無機化合物，具有極強的親水性，易形成團聚體，使其與極性相差較大的聚烯烴隔膜之間的相容性較差，易導致“掉粉”現象，使涂覆隔膜的力學性能較差，且常規堿性陶瓷一般使用的是亞微級，比表面積在4～8m2/g，極易吸附水分和粉塵雜質，影響鋰電池的安全性能。專利CN 102569700 A公開了一種對無機陶瓷進行接枝改性的方法，選用苯環上帶有羧基等活性基團的苯磺酸鈉衍生物對陶瓷進行接枝，再將接枝后的磺酸鈉鹽通過離子交換得到含SO3Li的陶瓷功能微粉，在陶瓷分散性上體現了一定的性能優勢，但是接枝單體空間位阻較大，影響接枝效果，而且離子交換會降低產品產率。專利CN 103956450 B公開了一種鋰離子電池用復合隔膜及其制備方法，陶瓷表面通過接枝含磺酸鹽或羧酸鹽的表面活性劑，改善了隔膜性能，但該制備過程引入了脫水劑進行縮合反應，引入雜質增大產品生產成本，雖然改善了因位阻較大帶來的低接枝效果，但因磺酸鹽或羧酸鹽的存在，仍存在較大位阻，致使接枝率最大為30％，效率較低。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在之缺失，提供一種高安全性的陶瓷涂覆隔膜，其陶瓷表面由親水性變為親油性，提高了堿性陶瓷材料的分散性、潤濕性，短烷基磷酸空間位阻較小，酯化反應較易進行，接枝率較高。

為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

一種高安全性的陶瓷涂覆隔膜，包括聚烯烴基膜層和涂覆在聚烯烴基膜上單面或雙面的堿性陶瓷涂層，所述堿性陶瓷涂層上交聯有烷基或烯基苯基馬來酰亞胺高分子聚合物，所述聚烯烴基膜層的厚度為3.00～20.00μm，所述堿性陶瓷涂層厚度為0.1～0.5μm，所述堿性陶瓷涂層面密度為0.1～2g/m2，所述堿性陶瓷的粒徑D50為0.1～0.4μm。

作為一種優選方案，所述堿性陶瓷涂層厚度為0.3μm，所述堿性陶瓷涂層面密度為0.3～1g/m2，所述堿性陶瓷的粒徑D50為0.25μm。

作為一種優選方案，所述堿性陶瓷為氫氧化鎂、氫氧化鋁、勃姆石中的一種或任意組合。

作為一種優選方案，所述聚烯烴基膜層為聚乙烯、聚丙烯的單層或多層復合膜。

作為一種優選方案，所述聚烯烴基膜層的厚度為4～50μm。

作為一種優選方案，所述堿性陶瓷涂層的制備包括以下步驟：

1)向溶劑中加入短烷基磷酸，于攪拌罐中混合攪拌均勻，繼而加入堿性陶瓷顆粒，8000～15000rpm下密封攪拌0.5～1h得到混合溶液，然后將混合溶液升溫至150～200℃攪拌反應5～10h，最后經過漂洗、抽濾、真空干燥得到改性后的堿性陶瓷粉料；

2)向去離子水中加入上述改性陶瓷和粘結劑，混合攪拌0.5～3h，得到水性陶瓷漿料；

3)將2)所述陶瓷漿料涂布在聚烯烴基膜層一側或雙側，涂布速度為20～60m/min，經過40～80℃干燥2～5min，得到產品。