一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层及其制备方法，高耐热涂层涂覆于锂离子电池隔膜上，高耐热涂层的组分中包括改性陶瓷颗粒，并且改性陶瓷颗粒的粒径分布如下：0.1

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，隔膜作为锂离子电池中的关键材料之一，在锂离子电池中起到隔断正负极，提供锂离子迁移通道的作用。随着行业的逐渐发展，市场对电池性能不断提出新的要求。特别是电池安全性，一直备受各大电池厂商和消费者关注。
[0003]为了提高隔膜在电池中的安全性，同时提升电池循环性能，目前主要是在聚烯烃微孔膜的表面涂覆一层陶瓷颗粒，通过陶瓷颗粒的骨架支撑作用来拟制聚烯烃微孔膜在高温下的收缩，从而提升电池安全性。现在市场上的陶瓷涂层只能在120℃对聚烯烃微孔膜的收缩起到抑制作用，但在130℃、140℃的高温情况下，陶瓷涂层对聚烯烃微孔膜的收缩抑制能力有限，在130℃的热收缩率高达4
‑
5％。这使得电池在高温条件下使用会发生电池短路，造成起火爆炸的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层，它不仅能够提高锂离子电池隔膜的耐热性，而且有利于电解液浸润性并提高保液能力，提高了电池的安全性和循环性能。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层，高耐热涂层涂覆于锂离子电池隔膜上，高耐热涂层的组分中包括改性陶瓷颗粒，并且改性陶瓷颗粒的粒径分布如下：0.1
‑
0.2μm颗粒占比15
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35％，0.5
‑
0.9μm颗粒占比40
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60％，1.4
‑
2.0μm颗粒占比10
‑
25％，总计100％；其中，通过苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性得到改性陶瓷颗粒。
[0006]进一步，所述陶瓷颗粒由氧化铝、勃姆石、硫酸钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁中的至少一种组成。
[0007]进一步，高耐热涂层的组分中还包括粘结剂、增稠剂、表面活性剂和去离子水。
[0008]进一步，高耐热涂层的组分的质量份如下：改性陶瓷颗粒92
‑
96份；粘结剂：4
‑
8份；增稠剂：0.2
‑
1.5份；表面活性剂：0.2
‑
0.6份；去离子水：90
‑
140份。
[0009]进一步，所述粘结剂为丙烯酸酯、丙烯酸酯多元共聚物、环氧树脂、聚苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
[0010]进一步，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇中的至少一种。
[0011]进一步，所述表面活性剂为聚醚有机硅共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0012]进一步，通过苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性得到改性陶瓷颗粒包括的步骤如下：
[0013]将硅烷偶联剂、陶瓷颗粒、乙醇进行搅拌，然后通过离心得到第一沉淀物，再用乙
醇对第一沉淀物进行清洗并进行真空烘干；
[0014]将处理好的陶瓷颗粒、丁酮、引发剂、苯乙烯混合均匀并搅拌，之后通过离心得到第二沉淀物，并用丁酮对第二沉淀物进行清洗干燥，得到改性陶瓷颗粒。
[0015]进一步，硅烷偶联剂、陶瓷颗粒、乙醇的质量份分别为：0.2份、10份、100份；
[0016]处理好的陶瓷颗粒、丁酮、引发剂、苯乙烯的质量份分别为：10份、50份、0.02份、4份。
[0017]本专利技术还提供了一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层的制备方法，方法的步骤中含有：
[0018]将改性陶瓷颗粒和去离子水进行搅拌制备得到改性无机陶瓷分散液；
[0019]将改性无机陶瓷分散液中加入粘结剂、增稠剂、表面活性剂继续搅拌制备出高耐热浆料；
[0020]将高耐热浆料涂覆在锂离子电池隔膜表面，经过烘干形成锂离子电池隔膜用高耐热涂层。
[0021]进一步，烘干温度为50
‑
70℃，烘干速度为80
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120m/min。
[0022]采用了上述技术方案后，通过使用苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性，增加陶瓷颗粒的空间位阻效应，避免陶瓷颗粒粉料发生二次团聚，影响涂层结构；另外，三种不同粒径的陶瓷颗粒间相互填充，然后由粘结剂与增稠剂分子链中的特定官能团将大粒径陶瓷颗粒与小粒径陶瓷颗粒、大粒径陶瓷颗粒与聚烯烃隔膜、小粒径陶瓷颗粒与聚烯烃隔膜间进行紧密键合，从而形成致密的骨架结构。当聚烯烃隔膜受热时，陶瓷颗粒间没有多余的间隙使聚烯烃隔膜进行收缩变形，从而提高隔膜的耐热性。
[0023]而且，三种不同粒径陶瓷颗粒的同时使用，增大了涂层的比表面积，较大的比表面积将有利于电解液浸润性并提高保液能力，提高了电池的安全性和循环性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的锂离子电池隔膜用高耐热涂层的结构示意图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0026]如图1所示，本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层，高耐热涂层12涂覆于锂离子电池隔膜11上，高耐热涂层12的组分中包括改性陶瓷颗粒，并且改性陶瓷颗粒的粒径分布符合正态分布，具体如下：0.1
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0.2μm颗粒占比15
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35％，0.5
‑
0.9μm颗粒占比40
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60％，1.4
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2.0μm颗粒占比10
‑
25％，总计100％；其中，通过苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性得到改性陶瓷颗粒。
[0027]具体地，陶瓷颗粒由氧化铝、勃姆石、硫酸钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁中的至少一种组成。
[0028]具体地，高耐热涂层的组分中还包括粘结剂、增稠剂、表面活性剂和去离子水；去离子水作为溶剂。
[0029]具体地，高耐热涂层的组分的质量份如下：改性陶瓷颗粒92
‑
96份；粘结剂：4
‑
8份；增稠剂：0.2
‑
1.5份；表面活性剂：0.2
‑
0.6份；去离子水：90
‑
140份。
[0030]具体地，粘结剂为丙烯酸酯、丙烯酸酯多元共聚物、环氧树脂、聚苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
[0031]具体地，增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇中的至少一种。
[0032]具体地，表面活性剂为聚醚有机硅共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0033]具体地，通过苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性得到改性陶瓷颗粒包括的步骤如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜用高耐热涂层，其特征在于，高耐热涂层（12）涂覆于锂离子电池隔膜（11）上，高耐热涂层（12）的组分中包括改性陶瓷颗粒，并且改性陶瓷颗粒的粒径分布如下：0.1
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0.2μm颗粒占比15
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35%，0.5
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0.9μm颗粒占比40
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60%，1.4
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2.0μm颗粒占比10
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25%，总计100%；其中，通过苯乙烯对陶瓷颗粒进行表面改性得到改性陶瓷颗粒。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用高耐热涂层，其特征在于，所述陶瓷颗粒由氧化铝、氧化铝、硫酸钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁中的至少一种组成。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用高耐热涂层，其特征在于，高耐热涂层的组分中还包括粘结剂、增稠剂、表面活性剂和去离子水。4.根据权利要求3所述的锂离子电池隔膜用高耐热涂层，其特征在于，高耐热涂层的组分的质量份如下：改性陶瓷颗粒92
‑
96份；粘结剂：4
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8份；增稠剂：0.2
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1.5份；表面活性剂：0.2
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0.6份；去离子水：90
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140份。5.根据权利要求3所述的锂离子电池隔膜用高耐热涂层，其特征在于，所述粘结剂为丙烯酸酯、丙烯酸酯多元共聚物、环氧树脂、聚苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高川，宋四超，谢新春，韦育鲜，王显兰，王聪，
申请(专利权)人：江苏北星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：