耐热型锂电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将质量比为30‑85％的去离子水和质量比为1‑10％的粘结剂混合后在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入质量比为10‑60％的氢氧化镁颗粒混合搅拌10‑40min，经研磨1‑3h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过一定涂布方式将步骤1)中制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于基膜的一侧或两侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，然后在温度为40℃‑80℃的条件下烘烤2‑4min，得到耐热型陶瓷隔膜。有益效果为：能在锂电池短路时能有效抑制锂电池温度急速升高，提高锂电池的热稳定性、倍率放电及循环性能。

Preparation method of heat resistant lithium battery separator

The present invention provides a method for preparing a heat-resistant type lithium battery separator, which comprises the following steps: 1) magnesium hydroxide ceramic slurry preparation: the mass ratio is 30 and 85% deionized water quality ratio is 1 10% binder mixture in a stirrer, configured as a homogeneous solution, then adding ratio of magnesium hydroxide 10 of the 60% particle mixing stirring for 10 40min, magnesium hydroxide ceramic slurry obtained by grinding 1 3H; 2) coating: coating method by the step 1) magnesium hydroxide ceramic slurry coating prepared on one or both sides of the membrane, obtained magnesium hydroxide ceramic coating, and then at the temperature of 40 DEG to 80 DEG C under the condition of 2 4min baking, obtained heat resistant ceramic membrane. The utility model has the advantages that when the lithium battery is short circuited, the temperature of the lithium battery can be effectively raised rapidly, and the thermal stability, the rate of discharge, the cycle performance and the performance of the lithium battery can be improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池隔膜制备
，特别涉及一种耐热型锂电池隔膜的制备方法。
技术介绍
陶瓷涂覆隔膜因其较高的耐热性能致使有效提高聚烯烃微孔膜的热稳定性，目前市场主要使用氧化铝或氧化钛涂布于聚烯烃微孔膜来实现(如CN201310572688.6、CN200910028618.8)，该种隔膜虽然能够一定程度上提高隔膜的绝热性能，但是随着高功率、高能量密度电子产品对耐热性能较高的需求，此种隔膜很难满足市场需求。申请号为CN201410206638.0的专利公开了一种改性涂层陶瓷方法，该种隔膜提高了隔膜的绝缘性及电解液润湿性，降低了陶瓷隔膜的热收缩，如在180℃仍表现高温热稳定性，但在动力/储能系统对电池的高输出、高容量的情况下，电池在异常行为发生着火或爆炸的可能性是现有电池的几倍至几十倍，此种隔膜不能应付电池短路时温度急速升高行为。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在之缺失，提供一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，其在锂电池短路时能有效抑制锂电池温度急速升高，提高锂电池的热稳定性、倍率放电及循环性能。为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将质量比为30-85％的去离子水和质量比为1-10％的粘结剂混合后在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入质量比为10-60％的氢氧化镁颗粒混合搅拌10-40min，经研磨1-3h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过一定涂布方式将步骤1)中制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于基膜的一侧或两侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，然后在温度为40℃-80℃的条件下烘烤2-4min，得到耐热性陶瓷隔膜。作为一种优选方案，步骤1)中粘结剂为丁苯乳胶、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、羧甲基纤维素钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。作为一种优选方案，步骤1)中氢氧化镁颗粒的粒径范围为3-8μm。作为一种优选方案，步骤2)中的基膜为聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜或聚乙烯与聚丙烯多层复合膜中的一种。作为一种优选方案，所述基膜的厚度为8-30μm。作为一种优选方案，步骤2)中的涂布方式为凹版辊涂布、窄缝式涂布、网纹辊涂布、Slot-die涂布或喷涂中的一种。作为一种优选方案，步骤2)中的氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为2-6μm。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和优势，具体而言，通过在基膜表面涂布氢氧化镁陶瓷涂层，当锂电池短路时产生的热使氢氧化镁分解成水和氧化镁，水可吸收大量潜热，降低微孔基膜层的表面温度，抑制微孔膜熔解及可燃气体的释放，有效抑制锂电池温度急速升高，提高锂电池的热稳定性、倍率放电及循环性能，从而提高锂电池的安全性能；另外，氢氧化镁的硬度低、比重轻，能有效降低对生产设备的磨损，更能提高浆料稳定性。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合具体实施例来对本专利技术作进一步详细说明：具体实施方式实施例1一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将2g聚偏氟乙烯加入170g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入28g氢氧化镁颗粒混合搅拌10min，经研磨1h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过凹版辊涂布方式将由步骤1)制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于厚度为15μm的聚乙烯微孔膜的一侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤4min，得到耐热型陶瓷隔膜；其中，氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为2μm。实施例2一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将20g丁苯乳胶加入60g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入120g氢氧化镁颗粒混合搅拌30min，经研磨2h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过窄缝式涂布方式将由步骤1)制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于厚度为15μm的聚乙烯微孔膜的一侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤3min，得到耐热型陶瓷隔膜；其中，氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为5μm。实施例3一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将15g聚甲基丙烯酸甲酯加入165g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入20g氢氧化镁颗粒混合搅拌30min，经研磨3h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过网纹辊涂布方式将由步骤1)制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于厚度为20μm的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯微孔膜的一侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤4min，得到耐热型陶瓷隔膜；其中，氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为6μm。实施例4一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将20g聚甲基丙烯酸丁酯加入80g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入150g氢氧化镁颗粒混合搅拌10min，经研磨2h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过Slot-die涂布方式将由步骤1)制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于厚度为8μm的聚丙烯微孔膜的一侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤3min，得到耐热型陶瓷隔膜；其中，氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为6μm。实施例5一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将10g羧甲基纤维素钠加入150g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入90g氢氧化镁颗粒混合搅拌40min，经研磨1h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过喷涂式涂布方式将由步骤1)制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于厚度为30μm的聚丙烯微孔膜的两侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤2min，得到耐热型陶瓷隔膜；其中，氢氧化镁陶瓷涂层的厚度为4μm。对比例1)氧化铝陶瓷浆料制备：8g丁苯乳胶加入100g去离子水中在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入90g氧化铝颗粒混合搅拌30min，经研磨2h后得到氧化铝陶瓷浆料；2)涂布：通过窄缝式涂布方式将由步骤1)制得的氧化铝陶瓷浆料涂布于厚度为15μm的聚乙烯微孔膜的两侧，得到氧化铝陶瓷涂层，在温度为40℃-80℃的条件下烘烤3min，得到氧化铝陶瓷隔膜；其中，氧化铝陶瓷涂层的厚度为4μm。测试取由实施例1-5和对比例制备出来的隔膜，分别与钴酸锂正极极片和石墨负极极片采用卷绕工艺制成软包装锂离子电池，然后对制成的锂电池进行穿钉测试(4.3V高电压电池)，实验结果记录于表一中。测试结果表一由表一可知，采用由实施例1-5及对比例制备得到的隔膜制成的锂电池在穿钉测试中均未发生起火、冒烟、爆炸现象，但采用由对比例的制备得到的隔膜制成的锂电池的峰值温度却显著高于采用由实施例1-5的制备得到的隔膜制成的锂电池的峰值温度。发生这种现象的原因为由实施例1-5制备得到的隔膜制成的锂电池在穿钉过程中温度升高致使隔膜上的氢氧化镁分解生成水和氧化镁，水吸收大量的热量，降低聚烯烃微孔膜的表面温度，既抑制了微孔基膜层的表面温度，又对反应产生的可燃气体进行冷却，从而抑制聚烯烃微孔膜的受热熔解，避免电芯的大面积短路，从而抑制电池温度的急速升高，有利于提高锂电池的热稳定性、倍率放电及循环性能以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将质量比为30‑85％的去离子水和质量比为1‑10％的粘结剂混合后在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入质量比为10‑60％的氢氧化镁颗粒混合搅拌10‑40min，经研磨1‑3h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过一定涂布方式将步骤1)中制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于基膜的一侧或两侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，然后在温度为40℃‑80℃的条件下烘烤2‑4min，得到耐热型陶瓷隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种耐热型锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)氢氧化镁陶瓷浆料制备：将质量比为30-85％的去离子水和质量比为1-10％的粘结剂混合后在搅拌机中搅拌，配置成均匀溶液，然后加入质量比为10-60％的氢氧化镁颗粒混合搅拌10-40min，经研磨1-3h后得到氢氧化镁陶瓷浆料；2)涂布：通过一定涂布方式将步骤1)中制得的氢氧化镁陶瓷浆料涂布于基膜的一侧或两侧，得到氢氧化镁陶瓷涂层，然后在温度为40℃-80℃的条件下烘烤2-4min，得到耐热型陶瓷隔膜。2.根据权利要求1所述的耐热型锂电池隔膜的制备方法，其特征在：步骤1)中粘结剂为丁苯乳胶、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、羧甲基纤维素钠或聚乙烯吡咯烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩田，王晓明，韦程，王志彬，
申请(专利权)人：东莞市卓高电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44