一种陶瓷隔膜及其制备方法以及二次电池技术

本发明专利技术属于隔膜技术领域，尤其涉及一种陶瓷隔膜及其制备方法以及二次电池，包括：基膜；陶瓷涂层，设置于所述基膜至少一侧面，陶瓷涂层包括无机填料、纳米线材料。本发明专利技术的一种陶瓷隔膜，具有良好的机械强度、耐高温性和对电解液具有良好的吸液率，而且厚度薄。而且厚度薄。而且厚度薄。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷隔膜及其制备方法以及二次电池


[0001]本专利技术属于隔膜
，尤其涉及一种陶瓷隔膜及其制备方法以及二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池既具有工作电压高、能量密度大、长循环寿命、无记忆效应和无污染的特点，又具有能快速充放电等优点，是各类电子产品的主要能源，是绿色环保型无污染的二次电池。同时，其符合当今各国能源环保方面的发展需求，以致在各行各业的使用量急剧增加，从而使得锂电池的安全性、容量、使用寿命等越来越受到人们的重视。
[0003]锂离子电池的四大关键材料为正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。隔膜的主要作用是隔离正负极并阻止电子穿过，同时能允许离子通过，从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。为提高锂电池的安全性、容量及循环寿命，隔膜的厚度、热收缩及吸液保液性成为人们研究的重点。目前，人们通过控制陶瓷粉体的粒度已经可以制备厚度1
‑
2μm的陶瓷隔膜，但由于涂层太薄，这种复合膜在高温耐热性能方面存在较大缺陷，对电解液的吸液保液能力也大大下降，对锂电池的安全性极为不利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种陶瓷隔膜，具有良好的机械强度、耐高温性和对电解液具有良好的吸液率，而且厚度薄。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种陶瓷隔膜，包括：
[0007]基膜；
[0008]陶瓷涂层，设置于所述基膜至少一侧面，陶瓷涂层包括无机填料、纳米线材料。
[0009]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的一种改进，所述陶瓷隔膜还包括聚合物涂层，所述聚合物涂层设置于基膜远离陶瓷涂层的侧面和/或设置于陶瓷涂层远离基膜的侧面。
[0010]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的一种改进，所述陶瓷涂层的厚度为1
‑
2μm。
[0011]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的一种改进，所述无机填料为棒状无机填料，所述纳米线材料的直径为1
‑
100nm，所述纳米线材料包括长纳米线和短纳米线，所述长纳米线为长径比大于等于500且小于等于5000，所述短纳米线为长径比大于等于10且小于等于400。
[0012]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种陶瓷隔膜的制备方法，制备简单，易操作易控制，可实现大批量生产。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]一种陶瓷隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤(A)：将无机填料、纳米线材料加入第一溶剂中搅拌混合，研磨，加入第一粘结剂搅拌混合得到无机浆料；
[0016]步骤(B)：将步骤(A)制得的无机浆料涂布在基膜的至少一侧面得到陶瓷隔膜。
[0017]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的制备方法的一种改进，所述无机填料和纳米线材料的
重量份数比为30～70：20～80。
[0018]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的制备方法的一种改进，所述无机浆料还包括重量份数为0.1～10份的第一分散剂、0.1～10份的第一增稠剂和0.1～5份的第一湿润剂，将上述重量份数所述无机浆料、所述纳米线材料、所述第一分散剂和所述第一增稠剂加入所述第一溶剂中搅拌混合，研磨，加入上述重量份数所述第一湿润剂和0.1～10份的第一粘结剂搅拌混合得到无机浆料。
[0019]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的制备方法的一种改进，所述陶瓷隔膜的制备方法还包括将第二分散剂、第二增稠剂、聚合物主料加入第二溶剂中搅拌分散，研磨，加入第二胶粘剂与第二湿润剂搅拌分散得到聚合物浆料，将所述聚合物浆料涂布在基膜远离陶瓷涂层的侧面和/或陶瓷涂层远离基膜的侧面形成聚合物涂层，制得陶瓷隔膜。
[0020]作为本专利技术一种陶瓷隔膜的制备方法的一种改进，所述聚合物主料、所述第二分散剂、所述第二增稠剂、所述第二粘结剂与所述第二湿润剂的重量份数比为3～50:0.1～5:0.1～5:0.1～5:0.1～5。
[0021]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，具有高能量密度，机械强度和耐高温性好，安全性好。
[0022]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0023]一种二次电池，包括正极、负极、隔膜、电解液以及壳体，所述隔膜用于分隔所述正极和所述负极，所述隔膜为上述的陶瓷隔膜。
[0024]相对于现在技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种陶瓷隔膜使用无机填料和纳米线材料搭配，既增加隔膜的吸液性能也提高了隔膜的机械强度、耐高温性、热收缩性和耐穿刺性，而且使用纳米线材料尺寸较小，使整体陶瓷隔膜厚度较薄，能够减少厚度体积，增加电池的能量密度。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的一种陶瓷隔膜的制备方法的流程示意图。
[0026]图2是本专利技术的一种陶瓷隔膜的结构示意图。
[0027]图3是本专利技术的实施例1陶瓷隔膜的结构示意图。
[0028]图4是本专利技术的实施例2陶瓷隔膜的结构示意图。
[0029]图5是本专利技术的实施例3陶瓷隔膜的结构示意图。
[0030]图6是本专利技术的实施例4陶瓷隔膜的结构示意图。
[0031]图7是本专利技术采用圆形图案辊涂布后的效果图。
[0032]图8是本专利技术采用方形图案辊涂布后的效果图。
[0033]图9是本专利技术实施例1浸润性的测试结果图。
[0034]图10是本专利技术对比例1浸润性的测试结果图。
[0035]其中：1、基膜；2、陶瓷涂层；3、聚合物涂层。
具体实施方式
[0036]1、一种陶瓷隔膜，包括：
[0037]基膜1；
[0038]陶瓷涂层2，设置于所述基膜1至少一侧面，陶瓷涂层2包括无机填料、纳米线材料。
[0039]本专利技术的一种陶瓷隔膜，具有良好的机械强度、耐高温性和对电解液具有良好的吸液率，而且厚度薄。本专利技术使用无机涂层与有机涂层的搭配使用使制备出的陶瓷隔膜不仅具备陶瓷隔膜的基本功能，同时具有更优的高温热收缩性能、耐穿刺性能和机械强度，尤其解决了1μm涂层150℃热收缩偏大的问题，实现1μm涂层150℃下0.5h热收缩＜5％。
[0040]优选地，所述陶瓷隔膜还包括聚合物涂层3，所述聚合物涂层3设置于基膜1远离陶瓷涂层2的侧面和/或设置于陶瓷涂层2远离基膜1的侧面。聚合物涂层3能够增加陶瓷隔膜与极片之间的粘接性，提高电芯硬度。
[0041]优选地，所述陶瓷涂层2的厚度为1
‑
2μm。本专利技术的陶瓷涂层2使用纳米材料，能够大大降低陶瓷涂层2的厚度，从而使制备出的陶瓷隔膜整体厚度更薄，同时具有隔膜的性能。
[0042]优选地，所述无机填料为棒状无机填料，所述纳米线材料的直径为1
‑
100nm，所述纳米线材料包括长纳米线和短纳米线，所述长纳米线为长径比大于等于500且小于等于5000，所述短纳米线为长径比大于等于10且小于等于400。长径比会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷隔膜，其特征在于，包括：基膜；陶瓷涂层，设置于所述基膜至少一侧面，陶瓷涂层包括无机填料、纳米线材料。2.根据权利要求1所述的陶瓷隔膜，其特征在于，还包括聚合物涂层，所述聚合物涂层设置于基膜远离陶瓷涂层的侧面和/或设置于陶瓷涂层远离基膜的侧面。3.根据权利要求1所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂层的厚度为1
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2μm。4.根据权利要求1所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述无机填料为棒状无机填料，所述纳米线材料的直径为1
‑
100nm，所述纳米线材料包括长纳米线和短纳米线，所述长纳米线为长径比大于等于500且小于等于5000，所述短纳米线为长径比大于等于10且小于等于400。5.一种陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(A)：将无机填料、纳米线材料加入第一溶剂中搅拌混合，研磨，加入第一粘结剂搅拌混合得到无机浆料；步骤(B)：将步骤(A)制得的无机浆料涂布在基膜的至少一侧面得到陶瓷隔膜。6.根据权利要求5所述的陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于，所述无机填料和纳米线材料的重量份数比为30～70：20～80。7.根据权利要求6所述的陶瓷隔膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：项海标，
申请(专利权)人：惠州锂威电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：