[發(fā)明專利]一種鋰電池陶瓷復(fù)合膜的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010821043.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN112242588A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李窮;胡天文;李濤;邵振東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽德亞電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/403
• 分類號(hào): H01M50/403;B82Y30/00
• 代理公司: 北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 梁秀秀

本發(fā)明公開一種鋰電池陶瓷隔膜的制備方法，包括步驟一、制備PE隔膜；步驟二、將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)10％?20％的PVDF加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)65％?90％的溶劑中，在50℃?90℃溫度條件下攪拌，溶解后得到15％的凝膠溶液，然后加入納米氧化鋁顆粒和分散劑繼續(xù)攪拌2h?6h，形成溶膠A；步驟三、將溶膠A涂在PE隔膜上，涂層厚度為3μm?7μm，在空氣中揮發(fā)1h?8h后，浸入將水和乙醇混合制成的非溶劑中，靜置5h?19h；再將PE隔膜在40℃?60℃溫度條件下真空干燥3h?5h，得到復(fù)合膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：通過該方法制作出來的陶瓷復(fù)合膜的吸液性能和對(duì)電解液潤濕能力以及循環(huán)性能都有顯著的提高，加熱后的收縮率也大為降低，且制備工藝簡單，價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種鋰電池陶瓷復(fù)合膜的制備方法。

【背景技術(shù)】

鋰離子二次電池具有高密度、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)的特性、又具有安全、對(duì)環(huán)境友好、可靠且都能快速充放電等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與手機(jī)、筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)等便攜電子產(chǎn)品種。隔膜作為鋰離子電池中極其重要的一部分，其的性能對(duì)提高電池的綜合性能，具有非常重要的作用，目前市面上商品化的鋰離子電池隔膜，主要采用聚乙烯微孔膜，其具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的力學(xué)性能和價(jià)格相對(duì)低廉。但是聚乙烯微孔膜的收縮和熔融都會(huì)導(dǎo)致電極的物理接觸，使負(fù)極和正極之間發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱以致電池過熱。另外由于非極性的聚乙烯微孔膜具有疏水的表面和較低的表面能，對(duì)極性的有機(jī)電解液的親和性較差，吸收和保持電解液的能力不佳，影響鋰離子電池的性能。

鑒于此，實(shí)有必要提供一種鋰電池陶瓷復(fù)合膜的制備方法以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池陶瓷復(fù)合膜的制備方法，旨在提高陶瓷復(fù)合膜的耐熱性能使其在高溫時(shí)收縮較小，增強(qiáng)了安全性和受熱后的穩(wěn)定性以及改善隔膜表面親液性能使其能更高效的吸收電解液。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供鋰電池陶瓷復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將重鉻酸鉀、硫酸、水按體積比1:20:2倒入容器中攪拌，在80℃的環(huán)境下制得鉻酸氧化溶液，所述硫酸的濃度為20％-40％，將PE隔膜浸泡于所述鉻酸氧化溶液中1min，隨后用去離子水沖洗，在80℃-90℃溫度條件下烘干；

步驟二、將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)10％-20％的PVDF加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)65％-90％的溶劑中，在50℃-90℃溫度條件下攪拌，溶解后得到15％的凝膠溶液，然后加入納米氧化鋁顆粒和分散劑繼續(xù)攪拌2h-6h，使納米氧化鋁顆粒均勻分散，形成溶膠A；

步驟三、將所述溶膠A涂在所述步驟一中處理過后的PE隔膜上，涂層厚度為3μm-7μm，在空氣中揮發(fā)1h-8h后，浸入將水和乙醇按體積比75:25混合制成的非溶劑中，靜置5h-19h；再將PE隔膜在40℃-60℃溫度條件下真空干燥 3h-5h，得到陶瓷復(fù)合膜。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例方式中，所述步驟二中的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例方式中，所述步驟二中所述的PVDF質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15％，所述溶劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為75％，所述納米氧化鋁顆粒的含量為30wt％。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例方式中，所述步驟二中的攪拌溫度為70℃，所述攪拌時(shí)間為4h。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例方式中，所述步驟三中涂層厚度為5μm，所述在空氣中揮發(fā)的時(shí)間為4h，所述靜置時(shí)間為12h。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例方式中，所述步驟四中真空干燥的時(shí)間為4h，溫度為50℃。