一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜技术

本发明专利技术揭示了一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜，其中，一种锂离子电池隔膜浆料包括以下重量分的组分：聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球)：2～20份，无机物颗粒：30～45份，丙烯酸酯粘结剂：4～10份，羧甲基纤维素钠：10～12份，聚氨酯类分散剂：0.01～0.20份，聚醚改性聚硅氧烷类助剂：0.01～0.20份，去离子水：30～45份；锂离子电池隔膜浆料的固含量为37～42wt％。本申请通过采用超细PSQ微球与无机物颗粒构建电池基膜的复合涂层，使得浆料具有优良的分散性，且浆料涂覆后的复合隔膜摩擦系数小，涂层表面光滑，有利于隔膜在锂离子电池卷绕装配过程中的卷芯与卷针分离，减少隔膜打皱、撕裂、边缘不齐等抽芯不良问题，降低锂离子电池发生内短路安全隐患的概率。锂离子电池发生内短路安全隐患的概率。锂离子电池发生内短路安全隐患的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体地，涉及一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展和社会的进步，能源危机逐步加深，人们的环保意识不断增加，新能源及环保低碳的电动汽车产业得到快速发展。锂离子电池因其优异的电化学性能及成熟的制备技术在众多类型的电池中脱颖而出，其作为一种常用的储能设备在人们日常生活中有着越来越广泛的应用。
[0003]锂离子电池核心材料由正极、负极、电解液、隔膜组成，其中隔膜在锂离子电池中将正负极隔开，允许锂离子自由通过而阻断电子导通，防止正负极短路。同时，多孔的隔膜吸收电解液，形成离子通道。隔膜直接对锂离子电池的安全性能及循环性能有重要影响。在现有技术中，广泛采用在聚烯烃隔膜两侧或单侧涂覆有机或无机物改善聚烯烃隔膜受热尺寸收缩大的问题。但是，涂覆后的隔膜表面粗糙度增加，在后续锂离子电池卷绕装配的过程中，易导致卷芯与卷针分离困难，卷芯出现隔膜打皱、撕裂、边缘不齐等抽芯不良问题，增大锂离子电池发生内短路安全隐患的概率，降低装配过程的良品率及生产效率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜。
[0005]本专利技术公开的一种锂离子电池隔膜浆料，包括以下重量分的组分：
[0006]聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球)：2～20份
[0007]无机物颗粒：30～45份
[0008]丙烯酸酯粘结剂：4～10份
[0009]羧甲基纤维素钠：10～12份
[0010]聚氨酯类分散剂：0.01～0.20份
[0011]聚醚改性聚硅氧烷类助剂：0.01～0.20份
[0012]去离子水：30～45份；
[0013]锂离子电池隔膜浆料的固含量为37～42wt％。
[0014]根据本专利技术一实施方式，PSQ微球粒径D50为0.6～1.4μm，分子量为5*104～9*104g/mol。
[0015]根据本专利技术一实施方式，无机物颗粒为Al2O3、AlOOH、SiO2、TiO2、BaTiO3中的一种或多种。
[0016]根据本专利技术一实施方式，无机物粉体粒径D50为0.5～1.0μm。
[0017]一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)采用水解缩合法制备PSQ微球；
[0019](2)称量好将PSQ微球，无机物颗粒、丙烯酸酯粘结剂、羧甲基纤维素钠、聚氨酯类分散剂、聚醚改性聚硅氧烷类助剂以及去离子水，倒入搅拌机中搅拌混合，获得浆料。
[0020]根据本专利技术一实施方式，步骤(1)包括：
[0021]将烷氧基硅烷单体加入去离子水中搅拌分散均匀后，加入催化剂促进烷氧基硅烷单体的水解缩聚反应，水解缩聚反应完成后抽滤、洗涤及干燥得到PSQ微球，制备反应如下：
[0022]R
x
Si(OR1)
(4
‑
x)
+H2O
→
R
x
SiO
(4
‑
x)/2
ꢀꢀ
(Ⅰ)
[0023]式(Ⅰ)中，为甲基、苯基、氨基或取代烷基，R1为小分子烷基的脂肪链或芳香链。
[0024]根据本专利技术一实施方式，烷氧基硅烷单体为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二氯二甲基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、r
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)三甲氧基硅烷中的两种或多种。
[0025]根据本专利技术一实施方式，催化剂为NH4OH或NaOH。
[0026]根据本专利技术一实施方式，烷氧基硅烷单体与去离子水的重量比为1:5～1:12。
[0027]一种锂离子电池隔膜，锂离子电池隔膜是通过将上述的锂离子电池隔膜浆料涂覆于聚烯烃基膜的一侧或双侧，干燥后制得。
[0028]本申请的有益效果在于：采用超细PSQ微球与无机物颗粒构建电池基膜的复合涂层，使得浆料具有优良的分散性，且浆料涂覆后的复合隔膜摩擦系数小，涂层表面光滑，有利于隔膜在锂离子电池卷绕装配过程中的卷芯与卷针分离，减少隔膜打皱、撕裂、边缘不齐等抽芯不良问题，降低锂离子电池发生内短路安全隐患的概率，提高装配过程的良品率及生产效率。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0030]图1为隔膜A1
‑
A3以及隔膜D1
‑
D2的静摩擦系数均值对比图；
[0031]图2为实施例1中锂离子电池隔膜A1放大5000倍的SEM图；
[0032]图3为实施例1中锂离子电池隔膜A1放大20000倍的SEM图。
具体实施方式
[0033]以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
[0034]一种锂离子电池隔膜浆料，包括以下重量分的组分：聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球)：2～20份，无机物颗粒：30～45份，丙烯酸酯粘结剂：4～10份，羧甲基纤维素钠：10～12份，聚氨酯类分散剂：0.01～0.20份，聚醚改性聚硅氧烷类助剂：0.01～0.20份，去离子水：30～45份。锂离子电池隔膜浆料的固含量为37～42wt％。
[0035]优选的，PSQ微球粒径D50为0.6～1.4μm，分子量为5*104～9*104g/mol。PSQ微球属于有机
‑
无机复合颗粒，其兼具有机和无机的特性，为三维立体网状球形超细粉体材料，PSQ
微球具有SiO2无机化合物中的Si
‑
O
‑
Si结构单元，使其拥有良好的力学性能、耐热性及抗氧化性；同时其在微球内外部均含有大量的有机基团，从而使其具有优良的有机相容性。且PSQ微球为纳米
‑
微米级，使得其在制备过程中尺寸易控。无机物颗粒为Al2O3、AlOOH、SiO2、TiO2、BaTiO3中的一种或多种；无机物粉体粒径D50为0.5～1.0μm。
[0036]一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0037](1)采用水解缩合法制备PSQ微球；
[0038](2)称量好PSQ微球，无机物颗粒、丙烯酸酯粘结剂、羧甲基纤维素钠、聚氨酯类分散剂、聚醚改性聚硅氧烷类助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜浆料，其特征在于，包括以下重量分的组分：聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球)：2～20份无机物颗粒：30～45份丙烯酸酯粘结剂：4～10份羧甲基纤维素钠：10～12份聚氨酯类分散剂：0.01～0.20份聚醚改性聚硅氧烷类助剂：0.01～0.20份去离子水：30～45份；所述锂离子电池隔膜浆料的固含量为37～42wt％。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜浆料，其特征在于，所述PSQ微球粒径D50为0.6～1.4μm，分子量为5*104～9*104g/mol。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜浆料，其特征在于，所述无机物颗粒为Al2O3、AlOOH、SiO2、TiO2、BaTiO3中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜浆料，其特征在于，所述无机物粉体粒径D50为0.5～1.0μm。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用水解缩合法制备PSQ微球；(2)称量好所述将PSQ微球，无机物颗粒、丙烯酸酯粘结剂、羧甲基纤维素钠、聚氨酯类分散剂、聚醚改性聚硅氧烷类助剂以及去离子水，倒入搅拌机中搅拌混合，获得浆料。6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：将烷氧基硅烷单体加入去离子水中搅拌分散均匀后，加入催化剂促进所述烷氧基硅烷单体的水解缩聚反应，水解缩聚反应完成后抽...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海潮，齐爱，汤云，
申请(专利权)人：湖南烁普新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：