[發(fā)明專利]一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜及其制備方法、陶瓷涂層

在審

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• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111509170A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 尚文濱;李正林;劉濤濤;賈培梁;王正麗
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/052
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 趙慧

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜技術領域，具體涉及一種一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜及其制備方法、陶瓷涂層。其中一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜包括：基材和位于基材表面的陶瓷涂層；其中所述陶瓷涂層與基材形成一體化結構。可以較好的抑制隔膜收縮，同時陶瓷與陶瓷、陶瓷與基材之間具有非常高的粘結性能，可以保證在鋰電池內(nèi)部，隔膜涂層不會脫落，進而保證了鋰電池的安全性能。

技術領域

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜技術領域，具體涉及一種一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜及其制備方法、陶瓷涂層。

背景技術

由于鋰電池的高容量、高倍率特性等因素，鋰電池得到了巨大的發(fā)展，越來越多的企業(yè)加入到鋰電池的發(fā)展浪潮中來，鋰電池按照功能組件分，主要包含以下幾種：正極、負極、隔膜、電解液。其中隔膜在電池中不僅起到隔絕正、負極作用，同時也對鋰電池的容量、安全性、倍率特性的起到?jīng)Q定性的作用。所以對于鋰電池隔膜的研究，可以大幅改善目前鋰電池存在的問題。

對于目前的鋰電池隔膜，主要的基材還是PE或PP。由于PE和PP本身的材料特性，決定了基材本身的物化特性，例如：高溫時PE、PP會收縮嚴重變形，因此目前市場普遍采用的方式是在基材表面涂覆一層常規(guī)陶瓷涂層，利用涂層來抑制基材的收縮，進而保證在電池受熱時，隔膜依然可以起到阻擋正負極接觸造成電池短路的風險。但目前涂層之間、涂層和基材之間主要依靠粘結劑的氫鍵、分子間作用力粘結在一起，在更高的溫度下，由于粘結劑的交聯(lián)度不夠，與基材之間支撐性能降低，導致在高溫時，隔膜熱收縮依然較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜及其制備方法、陶瓷涂層。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜，包括：基材和位于基材表面的陶瓷涂層；其中所述陶瓷涂層與基材形成一體化結構。

進一步，所述陶瓷涂層包括以下質量份數(shù)的原料：陶瓷粉體：5-90份；粘結劑：0.1-20份；分散劑：0.01-20份；潤濕劑：0.001-10份；以及交聯(lián)引發(fā)劑：0.01-80份。

進一步，所述交聯(lián)引發(fā)劑的結構分子式為其中

R為C原子數(shù)為1-20的高分子結構。

進一步，所述陶瓷粉體包括：氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、勃姆石、硫酸鋇、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硫化鋇、硫化硅中的一種或多種混合；以及所述陶瓷粉體的粒徑為0.01μm-20μm。

進一步，所述粘結劑包括：聚丙烯酸酯類、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈類共聚物、丙烯酸與丙烯腈的共聚物中的一種或多種組合。

進一步，所述分散劑包括：羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或多種混合。

進一步，所述潤濕劑包括：聚醚改性有機硅類、多元醇類、氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯與聚氧丙烯嵌段共聚物中的一種或幾種混合。

進一步，所述基膜包括：聚烯烴隔膜、無紡布隔膜、PI隔膜中的任一種；以及所述基膜厚度為2μm-50μm。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種陶瓷涂層，包括以下質量份數(shù)的原料：陶瓷粉體：5-90份；粘結劑：0.1-20份；分散劑：0.01-20份；潤濕劑：0.001-10份；以及交聯(lián)引發(fā)劑：0.01-80份。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜的制備方法，包括：制備陶瓷漿料，即將分散劑、陶瓷粉體、粘結劑、交聯(lián)引發(fā)劑、潤濕劑混合均勻；涂覆陶瓷漿料，即在基材表面涂覆陶瓷漿料，形成陶瓷涂層；烘干；以及光輻照，得到一體化陶瓷涂覆鋰電池隔膜。