[發(fā)明專利]一種高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011184323.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112216930A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白耀宗;劉杲珺;高飛飛;王連廣;白麟;孫婧;張緒杰;薛山;董秋春;劉志剛;吳奇陽;張影;張志龍;史新明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中材鋰膜有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/403
• 分類號(hào): H01M50/403;H01M50/417;H01M50/44;H01M50/491;H01M10/052
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 莫英妍;徐冬濤

本發(fā)明提出一種高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，包括基膜、涂覆在基膜的一側(cè)面或兩側(cè)面的耐高溫陶瓷涂層，基膜為微孔隔膜，孔徑為0.05μm～1μm，厚度為4μm～20μm，耐高溫陶瓷涂層為耐熱性多孔質(zhì)層，厚度為0.5μm～5μm；其中，耐高溫陶瓷涂層包括混合陶瓷粉料、粘結(jié)劑、表面活性劑、增稠劑和去離子水。同時(shí)提出了制備上述隔膜的方法，通過調(diào)控不同粒徑和形貌的耐高溫陶瓷材料的搭配使用，使得涂層在具有耐高溫性能的同時(shí)又具有高的透氣性能，有利于降低電池的內(nèi)阻和增加電池的安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

隔膜作為鋰電池結(jié)構(gòu)中主要部件之一，對(duì)電池的安全性能、電池短路率、電池循環(huán)和倍率性能都起著重要的作用。隨著新能源汽車對(duì)電池安全性能要求的不斷提高，對(duì)隔膜的耐熱性能提出更高的要求，現(xiàn)階段提高隔膜耐高溫性能的方法主要為在基膜表面涂覆氧化鋁或者勃姆石耐高溫涂層，以上兩種材料均可以有效的改善隔膜的熱收縮問題。但是由于陶瓷顆粒粒徑較小和密集堆積較大，容易造成隔膜透氣增加較大和小顆粒團(tuán)聚的問題。為了隔膜能在電池中更好的應(yīng)用，本發(fā)明通過調(diào)控改性耐高溫陶瓷材料、顆粒粒徑和形貌的方式來得到透氣增值低的耐高溫隔膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜及其制備方法，提高了涂層與基膜之間界面接觸面積，隔膜具有較好的分散性，改善了單一氫氧化鎂剝離力過低的問題，同時(shí)具有透氣性能更加優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，包括基膜、涂覆在基膜的一側(cè)面或兩側(cè)面的耐高溫陶瓷涂層，基膜為微孔隔膜，孔徑為0.05μm～1μm，厚度為4μm～20μm，耐高溫陶瓷涂層為耐熱性多孔質(zhì)層，厚度為0.5μm～5μm；其中，耐高溫陶瓷涂層包括混合陶瓷粉料、粘結(jié)劑、表面活性劑、增稠劑和去離子水。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，所述混合陶瓷粉料包括片狀的氫氧化鎂，以及小粒徑的氧化鋁顆粒、勃姆石、氧化鎂顆粒、二氧化硅顆粒或二氧化硫顆粒中的一種或多種。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，氫氧化鎂的粒徑為0.5μm～5μm，氧化鋁顆粒的粒徑為0.1μm～3μm，勃姆石的粒徑為0.1μm～3μm。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，氫氧化鎂為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸、油酸或磷酸酯處理的片材。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯晴、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，所述表面活性劑為硅氧烷類、丙二醇、甘油、聚氧乙烯類、脂肪醇類或醚類中的一種或多種。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，所述增稠劑為脂肪酸類增稠劑、纖維素類增稠劑、無機(jī)鹽類增稠劑、烷醇酰胺類增稠劑或氧化胺類增稠劑中的一種或多種。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜，基膜為聚烯烴膜、多層聚烯烴復(fù)合膜、無紡布膜或高分子纖維膜中的一種或多種。

一種制備上述任一的高透氣性的鋰電池耐高溫隔膜的方法，包括以下步驟：

步驟1：制備混合陶瓷粉料：將片狀的氫氧化鎂，以及小粒徑的氧化鋁顆粒、勃姆石、氧化鎂顆粒、二氧化硅顆粒或二氧化硫顆粒中的一種或多種混合；

步驟2：制備混合陶瓷漿料：將混合陶瓷粉料、粘結(jié)劑、表面活性劑、增稠劑和去離子水通過高速分散機(jī)或攪拌機(jī)配成均勻的懸浮溶液；

步驟3：涂布混合陶瓷漿料：將混合陶瓷漿料涂覆在基膜的一側(cè)面或兩側(cè)面，在基膜外形成耐高溫陶瓷涂層，烘干后形成高透氣性耐高溫隔膜。