[發明專利]鋰離子電池隔膜漿料及制備方法和鋰離子電池隔膜

在審

• 申請號: 201811140102.8
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109411673A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 程躍;熊磊
• 申請（專利權）人: 上海恩捷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: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種鋰離子電池隔膜漿料及制備方法和鋰離子電池隔膜。隔膜漿料的制備方法中通過使用馬來酸聚乙二醇半酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及苯乙烯的共聚物作為分散劑，調節親水基與疏水基的比例，使分散劑牢固地吸附在漿料顆粒表面，并在漿料顆粒周圍形成一定厚度的水化膜，使漿料顆粒與水介質有良好的相容性，從而形成穩定分散的懸浮漿料，分散性能好的漿料可提高其涂覆均勻度且粘接性能好，可獲得高均勻性、粘接力強的隔膜，穩定性能好的漿料不易變質，易于儲存，可降低生產成本；另外使用本發明的隔膜漿料涂覆形成的隔膜含水分值低，對組裝后的鋰離子電池的充放電循環性能、安全性能等有積極的改善作用。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池隔膜漿料及制備方法和鋰離子電池隔膜。

背景技術

鋰離子電池通常主要由正極，負極，隔膜，電解液，電池外殼組成。鋰離子電池結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開來，防止正負極直接接觸而短路，同時還要使電解質離子能夠在電池充放電過程中順利通過，形成電流，在電池工作溫度發生異常升高時，關閉電解質離子的遷移通道，切斷電流保證電池安全。由此可見，隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

隨著離子鋰電池技術的不斷發展，陶瓷隔膜代替普通隔膜將是未來高能量和高功率的大電池的必選選擇，目前，陶瓷顆粒涂覆隔膜是以基膜為基體，表面涂覆一層Al₂O₃、SiO₂、Mg(OH)₂或其他耐熱性優良的無機物陶瓷顆粒，經特殊工藝處理后與基體緊密粘結在一起，穩定結合有機物的柔性以及無機物的熱穩定性，陶瓷復合層一方面可以解決PP、PE隔膜熱收縮導致的熱失控從而造成電池燃燒、爆炸的安全問題；另一方面，陶瓷復合隔膜與電解液和正負極材料有良好的浸潤和吸液保液的能力，大幅度提高了電池的使用壽命。此外，陶瓷涂覆隔膜還能中和電解液中少量的氫氟酸，防止電池氣脹。

鋰離子電池內部是一個較為復雜的化學體系，這些化學系統的反應過程及結果都與水分密切相關，而水分的失控或粗化控制，導致電池中水分的超標存在，會導致電解質鋰鹽的分解，從而影響鋰離子電池的電化學特性。隔膜是一種多孔性的薄膜，吸水性也很大，所以降低隔膜的水分值是高性能鋰離子隔膜的未來研究方向之一。目前，在使用陶瓷漿料制備隔膜時，陶瓷漿料配方中的分散劑大多數采用聚羧酸鈉鹽類或聚羧酸胺鹽類，其制得的隔膜水分值均較大，已不能滿足在某些鋰電池應用領域的現代工業使用需要。

因此，如何提供一種鋰離子電池隔膜漿料及制備方法，以解決現有隔膜漿料的分散性、穩定性較差，以及使用該漿料制得的電池隔膜水分值較大，導致隔膜的安全性能降低的問題實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種鋰離子電池隔膜漿料及制備方法和鋰離子電池隔膜，用于解決現有技術中隔膜漿料的分散性、穩定性較差，以及使用該漿料制得的電池隔膜水分值較大，導致隔膜的安全性能降低等的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種鋰離子電池隔膜漿料的制備方法，所述制備方法包括：

1)將分散劑加入去離子水中攪拌，然后再加入陶瓷粉攪拌，形成混合物，其中，所述分散劑由馬來酸聚乙二醇半酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及苯乙烯共聚形成；

2)對所述混合物進行研磨；

3)依次將增稠劑、粘結劑及潤濕劑加入經步驟2)研磨后的混合物中，然后進行真空過濾，獲得所述鋰離子電池隔膜漿料。

可選地，步驟1)中，制備所述分散劑的方法包括：

1-1)將馬來酸酐和聚乙二醇加入反應釜中反應，得到所述馬來酸聚乙二醇半酯；