[發明專利]粘結性隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202210559637.9
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114665226B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 韋性強;王曉明;張磊;陳倫;孫東岳;徐強;楊浩田;李正林
• 申請（專利權）人: 江蘇卓高新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/446
• 分類號: H01M50/446;H01M50/449;H01M50/434;H01M50/403;C09D1/00;C09D7/65
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 朱麗莎

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種粘結性隔膜及其制備方法，包括：基材；陶瓷顆粒涂層，陶瓷顆粒涂層固設在基材的一側或兩側，陶瓷顆粒涂層由若干陶瓷顆粒構成，陶瓷顆粒涂層中包括粘結性聚合物顆粒，設陶瓷顆粒涂層的厚度為X，設粘結性聚合物顆粒的粒徑為Y，設陶瓷顆粒的粒徑為Z，X和Y之間的關系滿足：X＜Y，Y和Z的關系滿足：Y≥5Z。本發明的粘結性隔膜及其制備方法，該隔膜既滿足了隔膜和極片熱壓后粘接力的要求，又解決了陶瓷和粘結性聚合物顆?；旌贤扛哺裟崾湛s性能相較于全陶瓷涂覆隔膜驟降的問題，且該隔膜省去了涂膠的步驟，有效節省了生產成本。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種粘結性隔膜及其制備方法。

背景技術

現有電池隔膜一般會涂覆陶瓷涂層，但陶瓷涂覆隔膜和極片基本無粘接力，電池在充電及放電期間，正電極及負電極會反復收縮及膨脹，導致電池隔膜和極片的分離，引發電池性能及穩定性等問題。

針對傳統隔膜的缺陷，研究者們通過在陶瓷涂覆層上涂膠使隔膜和極片具有一定的粘接力，從而提高電池的穩定性，但工藝復雜且生產成本高。同時開發了有機-無機（陶瓷）混合涂覆復合隔膜，但此類隔膜在同樣較薄（小于5μm）的涂層厚度下熱收縮性能相較于全陶瓷涂覆隔膜會變得很差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：解決現有技術中現有的隔膜的綜合性能不佳的技術問題。本發明提供一種粘結性隔膜及其制備方法，在陶瓷顆粒涂層中加入大顆粒粘結性聚合物顆粒，通過輥涂的方式涂布，該隔膜既滿足了隔膜和極片熱壓后粘接力的要求，又解決了陶瓷和粘結性聚合物顆?；旌贤扛哺裟崾湛s性能相較于全陶瓷涂覆隔膜驟降的問題，且該隔膜省去了涂膠的步驟，有效節省了生產成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種粘結性隔膜，包括：

基材；

陶瓷顆粒涂層，所述陶瓷顆粒涂層固設在所述基材的一側或兩側，所述陶瓷顆粒涂層由若干陶瓷顆粒構成，所述陶瓷顆粒涂層中包括粘結性聚合物顆粒，設所述陶瓷顆粒涂層的厚度為X，設所述粘結性聚合物顆粒的粒徑為Y，設所述陶瓷顆粒的粒徑為Z，X和Y之間的關系滿足：X＜Y，Y和Z的關系滿足：Y≥5Z。

本發明限定X＜Y以及Y≥5Z，一方面，粘結性聚合物顆粒能夠外露于所述陶瓷顆粒涂層，在熱壓時，隔膜和極片能夠有效的通過外露的粘結性聚合物顆粒粘合，若是粘結性聚合物顆粒的粒徑Y過小，粘結性聚合物顆粒會被陶瓷顆粒埋沒，在熱壓時，無法作用于隔膜和極片的粘合，進而，會影響到隔膜和極片的粘結性能。

另一方面，陶瓷顆粒在尺寸較大的粘結性聚合物顆粒周圍形成穩定的空間結構，保證隔膜良好的熱穩定性，若陶瓷顆粒尺寸相對粘結性聚合物顆粒尺寸較大，會使得涂層中粘結性聚合物顆粒周圍陶瓷顆粒之間的間隙過大，無法形成穩固的結構，導致隔膜熱穩定性下降。

進一步地，為了便于選材，所述粘結性聚合物顆粒包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸脂類共聚物的一種或幾種。

進一步地，所述粘結性聚合物顆粒粒徑D50在2μm-20μm，設定粘結性聚合物顆粒的粒徑范圍D50在2μm-20μm之間，若小于2μm，粒徑過小，粘結性聚合物顆粒會破壞陶瓷顆粒間形成的化學鍵，破壞陶瓷之間的連接，導致涂層的熱穩定性下降；若大于20μm，粒徑過大將會影響到鋰離子的正常通行，增加電池安全風險，且增加涂布難度，影響熱壓后隔膜的厚度。

進一步地，為了保證粘結性聚合物顆粒的粒徑較為均一，所述粘結性聚合物顆粒的粒徑分布的寬度（D90-D10）/D50在0.1-4范圍內。

進一步地，所述陶瓷顆粒包含第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒，所述第一陶瓷顆粒粒徑D50為100nm-800nm，所述第二陶瓷顆粒粒徑D50為20nm-200nm，所述第一陶瓷顆粒占所述陶瓷顆?？傎|量的50%-100%。