[發明專利]一種高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202111476091.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114188665B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 李帆;張立斌;陳朝輝
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/434
• 分類號: H01M50/434;H01M50/449;H01M50/451;H01M50/417;H01M50/403;H01M10/0525;A62C3/16
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 王超

本發明公開了一種高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜及其制備方法，所述鋰離子電池隔膜包括基膜和涂覆層，所述涂覆層通過分步輥涂于基膜兩側，所述基膜為聚烯烴基膜，所述涂覆層所需材料包括，以質量百分比計：Mg(OH)₂包覆的MgO納米線20?40％、分散劑0.2?0.6％、增稠劑0.4?0.7％、粘結劑0.5?1％、潤濕劑0.05?0.2％，其余為水，包括以下步驟：S1：制備MgO納米線；S2：制備Mg(OH)₂包覆的MgO納米線，S3：將Mg(OH)₂包覆的MgO納米線和助劑混合，制成涂覆漿料；S4：將涂覆漿料涂于聚烯烴基膜兩側，烘烤、收卷，即為高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜，本申請制備的鋰離子電池隔膜具有優異的阻燃性、潤濕性、電化學性能，吸液率和保液率，制備方法安全可靠。

技術領域

本發明涉及鋰電池隔膜技術領域，具體為一種高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜及其制備方法。

背景技術

隨著社會對能源需求量快速增長和傳統不可再生能源的日益枯竭，新能源行業發展受到全世界的關注。其中，以鋰離子電池為代表的具有高能量密度的二次電池作為能量儲存和轉換關鍵器件而被廣泛應用。隨著電池能量越來越高，循環次數越來越多，同樣也對電池的安全性能提出了更高的要求，而隔膜作為鋰離子電池的主要組成部件之一對電池的安全性能起重要作用。

隔膜位于正極、負極之間，主要作用是隔開正負極，避免電池內短路，同時提供鋰離子通道，在電池充放電過程中，使鋰離子通過。聚烯烴隔膜是目前使用最為廣泛的鋰電池隔膜，但是，市場上現有的聚烯烴隔膜機械強度低，抗穿刺能力差，易被刺穿造成電池正負極接觸短路，形成熱失控；另外，聚烯烴材料熔點很低，在電池存在熱失控時隔膜容易發生破膜而導致熱失控更加嚴重，從而導致電池燃燒甚至爆炸。目前市場主要提供耐高溫的陶瓷涂層隔膜，可以延遲隔膜閉孔至150℃，但是150℃的閉孔溫度不能完全避免鋰電池在高溫下短路及其引發的自燃，因此，需要進一步提高隔膜的耐熱性能，減少隔膜的破膜風險從而提高電池的安全性。因此，為了更好的發展鋰電新能源，提高電池隔膜機械性能和阻燃性能的需求是十分迫切的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

所述鋰離子電池隔膜包括基膜和涂覆層，所述涂覆層通過分步輥涂于基膜兩側。

進一步地，所述基膜為聚烯烴基膜，所述涂覆層所需材料包括，以質量百分比計：Mg(OH)₂包覆的MgO納米線20-40％、分散劑0.2-0.6％、增稠劑0.4-0.7％、粘結劑0.5-1％、潤濕劑0.05-0.2％，其余為水。

進一步地，所述分散劑為水解聚馬來酸酐、聚丙烯酸鈉、聚乙二醇甲基戊醇中的一種或多種，所述增稠劑為羥甲基丙烯酸鈉，所述粘接劑為聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯丙烯酸酯、水性聚丙烯酸酯中的一種或多種，所述潤濕劑為單硬脂酸甘油酯、辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或多種。

進一步地，包括以下步驟：

S1：將硫酸鎂、尿素和水通過混合、抽濾、洗滌、干燥、煅燒制成MgO納米線；

S2：將MgO納米線與水反應生成Mg(OH)₂，制成Mg(OH)₂包覆的MgO納米線；

S3：將Mg(OH)₂包覆的MgO納米線與分散劑、增稠劑、粘結劑、水和潤濕劑，混合，除鐵，制成涂覆漿料；

S4：將涂覆漿料涂布于聚烯烴基膜兩側，即為高阻燃和高機械強度的鋰離子電池隔膜。

進一步地，包括以下步驟：