一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜及其制备方法，属于电池技术领域，包括陶瓷涂层和基材隔膜，所述陶瓷涂层由水性陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面制成，所述陶瓷涂覆浆料中包括：10～30wt％的氧化铝、0.5～3wt％的粘接剂、0.2～1.0wt％的添加剂和0.01～0.1wt％的助剂，所述氧化铝为粒径比D1/D2为0.10～0.20的纳米氧化铝粉体。本发明专利技术的技术方案的陶瓷涂覆隔膜热安全性提高、对电解液润湿能力强，应用在锂电池上可以提高电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于电池
，包括陶瓷涂层和基材隔膜，所述陶瓷涂层由水性陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面制成，所述陶瓷涂覆浆料中包括：10～30wt％的氧化铝、0.5～3wt％的粘接剂、0.2～1.0wt％的添加剂和0.01～0.1wt％的助剂，所述氧化铝为粒径比D1/D2为0.10～0.20的纳米氧化铝粉体。本专利技术的技术方案的陶瓷涂覆隔膜热安全性提高、对电解液润湿能力强，应用在锂电池上可以提高电池的循环寿命。【专利说明】
本专利技术属于锂电池
，涉及一种锂电池隔膜，尤其涉及一种储能锂电池用 陶瓷涂覆隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池因其高电压、高比能量、长寿命、无记忆效应、自动放电小等特性，不仅 在移动电池和动力电池上有广泛的应用和发展前景，其在电网储能上的开发研究也在逐渐 受到重视。由于电网储能要求储能技术满足大规模、高循环寿命、高效率、批量化生产和造 价低等要求，并结合分析锂离子电池的各项性能，锂离子电池因此成为一项非常有前景的 电网储能方式。 锂离子电池隔膜是锂离子电池的关键组件，必须具备良好的化学稳定性、电化学 稳定性，并具备一定的拉伸强度和耐穿刺强度，以防止电池短路。同时，其还提供了正负极 间锂离子穿透的通道，具有电解液吸收和保持能力，实现了锂离子电池的正常循环。 目前常用的商品化锂离子电池隔膜是聚乙烯（Polyethylene)、聚丙烯 (Polypropylene)的单层或多层膜。由于传统聚烯烃隔膜的熔点较低，受热后会出现收缩， 造成电池正负极接触短路；且对电解液浸润性不佳，因此人们对新型隔膜材料进行了研究 开发。 目前市场上也逐渐出现了用于锂离子电池的陶瓷隔膜。常见的陶瓷涂层所用陶瓷 为纳米氧化铝颗粒。但是一些陶瓷隔膜存在掉粉和均匀性低等问题，其主要原因是一方面 超细氧化铝粉体的比表面能大，表面活性高，单个超细颗粒往往处于不稳定状态，颗粒之间 因为相互吸引而团聚，形成较大团聚颗粒，对后续的涂布过程产生不良影响；另一方面是涂 布精度控制存在缺陷，涂层厚度不均匀，涂布质量不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有高安全性、电解液润湿性强、可提高锂 电池循环寿命的储能锂电池用陶瓷涂覆隔膜及其制备方法。 为达到上述目的，具体技术方案如下： -方面，提供一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜，包括陶瓷涂层和基材隔膜，所述陶瓷涂 层由陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面制成，所述陶瓷涂覆浆料中包括：1〇?30wt% 的氧化铝、〇· 5?3wt%的粘接剂、0· 2?1. Owt%的添加剂和0· 01?0· lwt%的助剂，所述 氧化铝为粒径比^/?为0. 10?0. 20的纳米氧化铝粉体。 优选的，所述纳米氧化错粉体中大粒径D2大于0. lum，且小于1. Oum，大粒径氧化 错含量为氧化错粉体总质量的50%?90% ;小粒径D1小于0. lum，小粒径氧化错含量为氧 化铝粉体总质量的10%?50%。 优选的，所述基材隔膜表面涂覆的陶瓷涂层的厚度为2. 0?5. Oum。 优选的，所述基材隔膜为聚乙烯隔膜或者聚丙烯隔膜。 优选的，所述陶瓷涂覆浆料中的粘接剂包括聚苯乙烯-丁二烯乳液、聚甲基丙烯 酸甲酯-丙烯酸丁酯乳液、聚苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液、聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯乳液 中的一种或几种。 优选的，所述陶瓷涂覆浆料中的添加剂为水溶性大分子，包括羧甲基纤维素钠、羟 乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或几种。 优选的，所述陶瓷涂覆浆料中的助剂包括叔烷基多元醇聚乙烯醚、磺酸基二异辛 酯钠、烷基萘磺酸盐、聚醚改性硅油、聚丙二醇-环氧乙烷、聚醚硬脂酸酯二甲基硅氧烷、聚 氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或几种。 另一方面，提供了一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜的制备方法，包括如下步骤： 步骤1，取粒径比D/Ds为0. 10?0. 20的纳米氧化铝粉体，分散在去离子水水中， 制备纳米氧化铝水分散液； 步骤2,将所述纳米氧化铝水分散液与粘接剂、添加剂和助剂进行混合，配置陶瓷 涂覆浆料，其中氧化铝：粘接剂的质量比为5?20:1 ; 步骤3,将所述陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面，得到锂电池用陶瓷涂覆隔 膜。 优选的，所述步骤1中纳米氧化铝水分散液的固含量为20?40%，并调节其pH值 为 4. 0 ?5. 0。 优选的，所述步骤1中纳米氧化铝水分散液中还包括0. 1-1. 〇wt%的分散剂，所述 分散剂包括十-烧基苯横酸纳、十-烧基硫酸纳、十-烧基横酸纳、7K偏憐酸纳、聚丙稀酸、 十六烷基三甲基溴化铵、辛基苯酚聚氧乙烯、聚乙二醇中的一种或几种。 相对于现有技术，本专利技术的技术方案具有如下优点： 1、陶瓷涂覆隔膜透气度好，较未涂覆的基材隔膜的透气度增加了 10% ; 2、陶瓷涂层的剥离力高，陶瓷涂覆隔膜不会掉粉； 3、陶瓷涂层有很强的吸收和保持电解液能力，在电解液中涂层不会脱落，仍保持 粘接能力； 4、陶瓷涂覆隔膜的热收缩性能，较未涂覆的基材隔膜有很大改善； 5、陶瓷涂层有利于电池的容量保持率的提升，提高了循环寿命。 【专利附图】【附图说明】 构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实 施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1是本专利技术实施例制得的陶瓷涂覆隔膜的扫描电镜图； 图2是本专利技术实施例的对比例中聚烯烃隔膜的扫描电镜图； 图3是本专利技术实施例制备的陶瓷隔膜和对比例的聚烯烃隔膜组装的扣式电池的 1C倍率下的循环次数-放电容量； 图4是本专利技术实施例所得陶瓷涂覆隔膜与对比例的聚乙烯基材隔膜的电解液润 湿性比较。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 以下将结合附图对本专利技术的实施例做具体阐释。 本专利技术的实施例的一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜，包括陶瓷涂层和基材隔膜。陶瓷 涂层由陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面制成。陶瓷涂覆浆料中包括：1〇?30wt%的 氧化铝、0.5?3wt%的粘接剂、0.2?l.Owt%的添加剂和0.01?0· lwt%的助剂。氧化铝 为粒径比Di/%为0. 10?0. 20的纳米氧化铝粉体。 其制备方法，包括如下步骤： 步骤1，取粒径比D/Ds为0. 10?0. 20的纳米氧化铝粉体，分散在去离子水水中， 制备纳米氧化铝水分散液； 步骤2,将纳米氧化铝水分散液与粘接剂、添加剂、减小浆料表面张力和消除微小 液泡的助剂进行混合，配置陶瓷涂覆浆料，其中氧化铝：粘接剂的质量比为5?20:1 ; 步骤3,将陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池用陶瓷涂覆隔膜，其特征在于，包括陶瓷涂层和基材隔膜，所述陶瓷涂层由水性陶瓷涂覆浆料均匀涂敷在基材隔膜表面制成，所述水性陶瓷涂覆浆料中包括：10～30wt％的氧化铝、0.5～3wt％的粘接剂、0.2～1.0wt％的添加剂和0.01～0.1wt％的助剂，所述氧化铝为粒径比D1/D2为0.10～0.20的纳米氧化铝粉体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季文姣，万玲玉，刘佳丽，廖文俊，苏青，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31