[發明專利]一種低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201811005634.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109461866A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 李建華;程素貞;王政強;李俊良;孫藝海;閆紹軍
• 申請（專利權）人: 上海頂皓新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 楊靜;王加嶺

1.一種低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，包括基材和其上涂覆的陶瓷層，所述陶瓷層是將包括水性疏水基聚合物分散液和納米陶瓷粉體的混合物涂覆干燥后得到的，其中，所述納米陶瓷粉和水性疏水基聚合物分散液的質量比為1：0.03-0.3；所述水性疏水基聚合物是蠟類，或者自交聯的聚合物，或者含有烴基、-X、-NO₂、-CH₃、-(CH₂)N的憎水基團中的一種或兩種以上的水性聚合物，其中X為鹵素原子。

2.根據權利要求1中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述納米陶瓷粉體為α-Al₂O₃、AlOOH、MgO₂中的一種或多種混和而成。

3.根據權利要求1或2中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述納米陶瓷粉體采用平均粒徑小于0.8um，比表面積在3-10m²/g的材料。

4.根據權利要求1中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述水性疏水基聚合物熔點在60±20攝氏度，顆粒度控制在100-500納米之間。

5.根據權利要求1或4中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述水性疏水基聚合物分散液為聚乙烯蠟乳液、聚偏氟乙烯乳液、聚四氟乙烯乳液、聚甲基丙烯酸甲酯乳液、聚氧化乙烯乳液、聚二甲基硅氧烷中的一種或多種。

6.根據權利要求1中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述水性疏水基聚合物分散液和納米陶瓷粉體的混合物采用下述方法得到：1)是將納米陶瓷粉加入水性疏水基聚合物的分散乳液或自交聯乳液中，高速分散至均勻得到；或者2)將納米陶瓷粉加入水性疏水基聚合物的分散乳液或自交聯乳液中，高速分散至均勻，然后噴霧干燥后得到。

7.根據權利要求1中所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，所述低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜的陶瓷層還包括膠粘劑和分散劑；其中：所述的膠粘劑的添加重量為陶瓷粉體重量的8％-25％，所述膠粘劑為含有丙烯酸脂類、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯脂、纖維素類的水性粘接劑中的一種或幾種，所述膠粘劑固含量在40±20％之間，粘度小于800毫帕斯卡·秒；所述分散劑的添加重量是陶瓷粉體重量的10％-25％，所述分散劑為含有胺基的脂肪族類或芳香族類分散劑，所述含有胺基的脂肪族類或芳香族類分散劑分子量在10000-3000000之間，粘度在50-5000毫帕斯卡·秒。

8.一種低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜的制備方法，包括步驟：

A、利用納米陶瓷粉體，加入水性疏水基聚合物分散液進行高速分散均勻，所述納米陶瓷粉和水性疏水基聚合物分散液的質量比為1：0.03-0.3，得到混合物；或進一步噴霧干燥，得到改性后的納米陶瓷粉，然后將混合物或改性后的納米陶瓷粉分散到去離子水中制備成均勻的陶瓷水漿；其中，所述水性疏水基聚合物分散液是蠟類乳液，或者自交聯的乳液，或者含有烴基、-X、-NO₂、-CH₃、-(CH₂)N的憎水基團中的一種或兩種以上的分散液，其中X為鹵素原子；

B、將分散劑分散到膠粘劑中，所述的膠粘劑的添加量為陶瓷粉體重量的8％-25％，所述分散劑的用量是陶瓷粉體重量的10％-25％，分散均勻備用；

C、將陶瓷水漿與加入分散劑的膠粘劑按照比例進行混合擴散，制備成漿料，其中，納米陶瓷粉的重量占漿料的35％-60％；膠粘劑為漿料重量的2％-20％，分散劑為漿料重量的0.2％-10％；

D、將漿料涂覆到隔膜基材上，進行干燥，得到低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜。

9.根據權利要求1-7任意一項所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜的應用。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池采用1-7任意一項所述的低水分鋰離子電池陶瓷涂覆隔膜。