一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，包括基膜和涂布于基膜单侧或双侧的涂层，涂层依次包括氧化铝浆料层和硫酸钡浆料层；氧化铝浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份；所述的硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的硫酸钡粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份。本发明专利技术首创性采用双涂层法制备陶瓷复合隔膜，适用于-20-80℃的高低温环境，在保液性、安全性方面具有杰出的表现，而且制造成本适中，非常适合新能源汽车动力电池的使用，具有很大的市场价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，具体为一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点而被广泛用作各种移动设备的电源。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜和电解质，隔膜作为正负极之间的阻隔物对锂离子电池的性能起到至关重要的作用，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。隔膜作为一种惰性材料，在趋薄的同时还需提高整体安全性能,因此通过改进隔膜的性能来提高锂离子电池的安全性、使用性、工艺性的研究受到越来越多的关注。锂离子电池使用的隔膜一般为聚烯烃多孔膜，其熔点低于170℃。当电池温度因内部或外部因素而升高时，隔膜会收缩或熔融进而发生破孔，造成电池正负极接触导致电池短路，引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。针对此问题，相关生产企业普遍采用隔膜表面涂布处理，一是可提升隔膜的热稳定性，改善其机械强度；二是增强隔膜的保液性及润湿性，从而延长电池循环寿命。另外，涂层中富含陶瓷颗粒，可使隔膜具有优异的抗异物穿刺的性能。目前涂布技术主要采用氧化铝(Al2O3)陶瓷颗粒，氧化铝的硬度高，对机械设备的磨损大，且涂层厚度均匀性难以控制，不利于连续化生产，而且陶瓷颗粒和聚合物粘合剂与多孔基膜之间的粘结强度低，很容易从基膜上剥离，增大电池电阻，进而使电池性能劣化，因此需要开发新的复合隔膜来对隔膜进行完善。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的锂电池隔膜热稳定性差，电阻大的缺陷，提供一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，包括基膜和涂布于基膜单侧或双侧的涂层，所述涂层依次包括氧化铝浆料层和硫酸钡浆料层；所述氧化铝浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份。所述的硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的硫酸钡粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份。进一步的，所述的氧化铝浆料层的厚度为1-8μm。进一步的，所述的硫酸钡浆料层的厚度为1-8μm。优选的，所述的基膜为16-30重量份的聚乙烯或者聚丙烯。优选的，所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物中的一种或是聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、丙烯腈类聚合物中的一种或几种。优选的，所述的表面活性剂为亲水表面活性剂，为羧酸盐型表面活性剂、聚环氧乙烷醚型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、烷基苯磺酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂、磷酸酯盐型表面活性剂、胺盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂中的一种或多种。优选的，所述的溶剂为有机溶剂，选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和丁内酯中的至少一种。本专利技术还公开了该锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜的制造方法，包括以下几个步骤：1)、将纳米级颗粒的氧化铝粉体100重量份、粘结剂3～10重量份、表面活性剂0.2～1重量份、溶剂200-1000重量份，充分搅拌，形成均一的浆料；2)、步骤(1)中的浆料涂覆在基膜的正面与或反面或者双面，涂层厚度为1-8μm；3)、用烤箱将涂层烘干后，形成氧化铝浆料层；4)、在氧化铝浆料层上均匀涂覆一层分散好的硫酸钡浆料，所述的硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的硫酸钡粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份，涂层厚度为1-8μm；5)、烘干收卷，形成氧化铝-硫酸钡复合隔膜。本专利技术的锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，首创性采用双涂层法制备陶瓷复合隔膜，该复合隔膜兼有两种涂层的优点，具有高度抗穿刺性能、高温条件下低收缩率的优点，非常适合新能源汽车动力电池的使用；氧化铝浆料层中的氧化铝为球状纳米级颗粒，在发挥陶瓷层功用的同时，起到堵塞基膜因拉伸不良造成的微孔，同时氧化铝属于两性氧化物，容易受到氢氟酸的攻击，生成氟化铝和水，导致陶瓷层的失效；而硫酸钡是一种不与氢氟酸、水、有机溶剂反应的惰性化学物质，只溶于浓硫酸，因而可以在氧化铝遭受氢氟酸攻击失效的同时起到二次保护作用，同时制备简单，成本较氧化铝低廉。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，包括基膜和依次涂布于基膜单侧的厚度为1μm的氧化铝浆料层和厚度为8μm的硫酸钡浆料层；其中氧化铝浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚偏氟乙烯3份、羧酸盐型表面活性剂0.2份、有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺200份；其中硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚四氟乙烯3份、羧酸盐型表面活性剂0.2份、有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺200份，其中基膜为16重量份的聚乙烯。该锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜的制造方法，包括以下几个步骤：1)、将纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚偏氟乙烯3份、羧酸盐型表面活性剂0.2份、有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺200份，充分搅拌，形成均一的浆料；2)、步骤(1)中的浆料涂覆在16重量份的聚乙烯的正面，涂层厚度为1μm；3)、用烤箱将涂层烘干后，形成氧化铝浆料层；4)、在氧化铝浆料层上均匀涂覆一层分散好的硫酸钡浆料，涂层厚度为8μm；5)、烘干收卷，形成氧化铝-硫酸钡复合隔膜。实施例2一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，包括基膜和依次涂布于基膜双侧的厚度为8μm的氧化铝浆料层和厚度为1μm的硫酸钡浆料层；其中氧化铝浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚酰亚胺和聚砜共10份、磺酸盐型表面活性剂1份、有机溶剂二甲基乙酰胺1000份；其中硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚酰亚胺10份、磷酸酯盐型表面活性剂1份、有机溶剂丁内酯1000份，其中基膜包括30重量份的聚乙烯；该锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜的制造方法，包括以下几个步骤：1)、将纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂聚酰亚胺和聚砜共10份、磺酸盐型表面活性剂1份、有机溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池用氧化铝‑硫酸钡复合隔膜，包括基膜和涂布于基膜单侧或双侧的涂层，其特征在于，所述涂层依次包括氧化铝浆料层和硫酸钡浆料层；所述氧化铝浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200‑1000份；所述的硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的硫酸钡粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200‑1000份。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，包括基膜和涂布于基膜单侧或双侧的涂
层，其特征在于，所述涂层依次包括氧化铝浆料层和硫酸钡浆料层；所述氧化铝浆料层包括
以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的氧化铝粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～
1份、溶剂200-1000份；所述的硫酸钡浆料层包括以下重量份数的各组份：纳米级颗粒的硫
酸钡粉体100份、粘结剂3～10份、表面活性剂0.2～1份、溶剂200-1000份。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，其特征在于，所述
的氧化铝浆料层的厚度为1-8μm。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，其特征在于，所述
的硫酸钡浆料层的厚度为1-8μm。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，其特征在于，所述
的基膜为16-30重量份的聚乙烯或者聚丙烯。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池用氧化铝-硫酸钡复合隔膜，其特征在于，所述
的粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物中的一种或是聚酰亚胺、聚酰胺、
聚砜、丙烯腈类聚合物中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓潭，周培成，徐云，闻昱，李飞，
申请(专利权)人：浙江兴海能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33