[發(fā)明專(zhuān)利]高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料的制備方法及無(wú)機(jī)隔膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810746343.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109065801A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫召琴;金翼;穆居易;徐彬;胡晨;王綏軍;黎可;呂剛;劉家亮;劉超群;尹秀娟;叢林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M2/14
• 分類(lèi)號(hào): H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

本發(fā)明公開(kāi)了一種高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料的制備方法及無(wú)機(jī)隔膜,上述制備方法包括以下步驟：先選取陶瓷顆粒，制備膠液和分散劑溶液；然后將陶瓷顆粒、膠液和分散劑溶液混合并攪拌均勻形成高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料。本發(fā)明還公開(kāi)了一種高分散性無(wú)機(jī)隔膜。本發(fā)明能夠有效抑制陶瓷粒子在溶液中的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高陶瓷粒子在懸浮溶液中分散的穩(wěn)定性，提高無(wú)機(jī)隔膜成膜的均勻性和機(jī)械強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池隔膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料的制備方法及無(wú)機(jī)隔膜。

背景技術(shù)

鋰離子電池一般是由正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)組成，隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，鋰離子電池的安全性能很大程度上取決于隔膜的性能。目前鋰離子電池大多使用聚合物隔膜、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合隔膜、聚合物電解質(zhì)隔膜和無(wú)機(jī)隔膜，其中聚合物隔膜容易被鋰枝晶刺穿、過(guò)熱時(shí)易發(fā)生形變，這會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生短路，從而引起電池?fù)p壞甚至短路起火，另外，由于聚合物隔膜自身的疏水性能，導(dǎo)致其對(duì)電解液的浸潤(rùn)和保存性能差；有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合隔膜和聚合物電解質(zhì)隔膜也存在熱穩(wěn)定性差、離子電導(dǎo)率差等問(wèn)題；而無(wú)機(jī)陶瓷膜是由無(wú)機(jī)材料制備而成，相對(duì)有機(jī)隔膜來(lái)說(shuō)，具有孔徑分布窄、分離效率高、過(guò)濾效果穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，鑒于無(wú)機(jī)陶瓷膜的上述優(yōu)點(diǎn)，無(wú)機(jī)陶瓷膜常被用于綜合性能要求較高的電池中。

無(wú)機(jī)隔膜的主要是以無(wú)機(jī)陶瓷粒子為主體，高分子聚合物為粘合劑而粘連的微孔膜。其常用的制備方法是將無(wú)機(jī)顆粒與有機(jī)粘合劑直接混合，以水或者有機(jī)溶液作為溶劑，將無(wú)機(jī)陶瓷粒子與粘合劑溶解分散均勻，制備成待涂覆的漿料，再將漿料直接涂敷在鋰離子電池極片表面，形成電極支撐型無(wú)機(jī)隔膜。但是制得的無(wú)機(jī)隔膜中，無(wú)機(jī)陶瓷含量較高，而陶瓷粒子粒徑小，粒徑主要分布在納米和微米之間，因此，陶瓷粒子的比表面積也通常比較大，在溶解的過(guò)程中極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，同時(shí)由于聚合物和無(wú)機(jī)顆粒界面相容性較差，更使得無(wú)機(jī)陶瓷漿料在配置過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漿料易團(tuán)聚、沉降等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致無(wú)機(jī)隔膜在涂覆的過(guò)程中難以成膜、成膜厚度不均勻、隔膜容易脫落和機(jī)械強(qiáng)度差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料的制備方法及無(wú)機(jī)隔膜，能夠有效抑制陶瓷粒子在溶液中的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高陶瓷粒子在懸浮溶液中分散的穩(wěn)定性，提高無(wú)機(jī)隔膜成膜的均勻性和機(jī)械強(qiáng)度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料的制備方法，包括以下步驟：

1)選取陶瓷顆粒；將粘合劑溶于水中并攪拌均勻形成膠液；以及將親水性分散劑溶于水中并攪拌均勻形成分散劑溶液；

2)將陶瓷顆粒、膠液和分散劑溶液混合并攪拌均勻形成高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述親水性分散劑包括羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽、十六烷基三甲基溴化銨和二癸基二甲基氯化銨中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟1)中，陶瓷顆粒的質(zhì)量是最終制備的高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料質(zhì)量的90％～99.5％。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟1)中，膠液中粘合劑的質(zhì)量是最終制備的高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料質(zhì)量的0.1％～5％。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟1)中，分散劑溶液中親水性分散劑的質(zhì)量是最終制備的高分散性無(wú)機(jī)隔膜漿料質(zhì)量的0.1～5％。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟1)中，膠液的濃度為5％～20％。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟1)中，分散劑溶液的濃度為0.5％～5％。

在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述粘合劑包括聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚環(huán)氧乙烷和聚丙烯腈中的一種或多種。