一种耐热阻燃陶瓷浆料、铝塑膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热阻燃陶瓷浆料、具有该陶瓷浆料涂层的铝塑膜及其制备方法。所述的耐热阻燃陶瓷浆料，由下列质量百分比的原料配制而成：固体物质2%～30%、分散剂70%～98%；其中，固定物质由下列质量百分比的原料配制：陶瓷材料75%～95%、粘接剂5%～25%。本发明专利技术通过在用作软包电池外包装的铝塑膜表面涂覆一层耐高温的陶瓷浆料涂层，提高了铝塑膜的阻燃性能，以致提高锂离子电池的安全性能。此外，该铝塑膜上的陶瓷浆料涂层具有中和电解液中酸性物质的能力，使得电池增强了耐电解液腐蚀的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热阻燃陶瓷浆料、铝塑膜及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池制备
，尤其涉及一种耐热阻燃的陶瓷浆料、具有该陶瓷浆料涂层的铝塑膜及其制备方法。
技术介绍
由于锂离子电池具有能量密度高、电压高、循环寿命长、功率大、可快充、自放电低、无记忆效应、环保、成本适中等优势，在3C领域、电动汽车和储能领域均获得了广泛的应用。高能量密度是锂离子电池主要的发展方向。在锂离子电池的能量密度不断升高的同时，人们对安全性能也提出了更高的要求。锂离子电池安全性的提升方法通常有材料掺杂改性、材料包覆改性、混合安全性高的正极材料、极片表面涂层包覆、引入阻燃电解液添加剂、采用陶瓷隔膜、包装外壳防爆设计等。专利CN201310057783.2通过溶胶凝胶法在正极材料表面包覆一层ZnO，获得了安全性提高的锂离子电池。专利CN201410149314.8采用等离子增强型原子层沉积法，将完成卷绕的卷芯放入反应腔体中，同时在正极片、负极片以及隔膜表面均匀地镀上0.2～10nm的纳米保护层，从而提高了锂离子电池的安全性能。专利CN201310087193.4在钴酸锂正极材料中加入铝化合物，避免过量的锂离子进入负极，提高了钴酸锂电池的安全性能。还有采用铝塑膜包装的软包电池，相比于采用铝壳或钢壳封装的硬壳电池，不易发生爆炸现象，安全性有所提高。但软包电池的外壳铝塑膜是可燃物质，在电池剧烈起火时，会使铝塑膜燃烧，不能有效抑制起火的范围；另外现有的铝塑膜无法抵抗电解液对其的腐蚀作用。因此，如何克服现有铝塑膜可燃不安全、不耐腐蚀的缺陷是业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有铝塑膜可燃不安全、不耐腐蚀的技术问题，提出一种耐腐蚀、耐热阻燃陶瓷浆料、具有该陶瓷浆料涂层的铝塑膜及其制备方法。本专利技术提出了一种耐热阻燃陶瓷浆料，由下列质量百分比的原料配制而成：固体物质2%～30%、分散剂70%～98%；其中，固定物质由下列质量百分比的原料配制：陶瓷材料75%～95%、粘接剂5%～25%。优选的，所述的陶瓷材料为氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化硅、氧化硼、氮化硅或氮化硼中的至少一种。其中，所述的陶瓷材料为粒径在10-100nm之间的纳米级材料。优选的，所述的分散剂为水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的至少一种。优选的，所述的粘接剂为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、海藻酸钠、丙烯酸或聚乙烯醇中的至少一种。本专利技术也提出了一种具有所述的耐热阻燃陶瓷浆料层的铝塑膜，其包括：铝塑膜、涂覆于该铝塑膜的表面的所述耐热阻燃陶瓷浆料层。较优的，所述的耐热阻燃陶瓷浆料层的厚度为1-100微米。本专利技术还提出一种铝塑膜的制备方法，其步骤如下：步骤1：根据选定的陶瓷浆料的配比，称量各种原料：陶瓷材料、分散剂和粘接剂；步骤2：先将所述的分散剂倒入搅拌锅中，再将所述的粘接剂倒入所述的搅拌锅中，搅拌到全部溶解；加入所述的陶瓷材料搅拌，分散均匀，获得所述的陶瓷浆料；步骤3：将所述的陶瓷浆料均匀涂覆在铝塑膜上，制得所述的耐热阻燃铝塑膜。其中，若所述的粘接剂由至少两种原料组合，当所述的分散剂倒入搅拌锅中后，先将所述粘接剂中的一种原料倒入所述的搅拌锅中；当加入所述的陶瓷材料后，再加入剩余的所述粘接剂，搅拌均匀，获得所述的陶瓷浆料。较优的，所述陶瓷浆料的涂覆厚度为1-100微米。本专利技术从封装材料的角度，通过在用作软包电池外包装的铝塑膜表面涂覆一层耐高温的陶瓷浆料涂层，提高了铝塑膜的阻燃性能，从而为锂离子电池的安全性能多提供了一重保护，减弱电池在发生起火时的火势。此外，具有该陶瓷浆料涂层的铝塑膜，具有中和电解液中酸性物质的能力，增强了耐电解液的腐蚀能力，当电解液污染电池时可降低铝塑膜所受到腐蚀的程度。附图说明图1为本专利技术铝塑膜实施例的剖面示意图。图2为本专利技术铝塑膜实施例1陶瓷涂层前和陶瓷涂层后的照片图。图3为本专利技术铝塑膜实施例1陶瓷涂层铝塑膜燃烧实验图，左图为点燃时的照片，右图为点燃后的照片。图4为本专利技术铝塑膜未涂层的燃烧实验图，即点火后铝塑膜持续燃烧的照片图。图5为本专利技术铝塑膜实施例1有陶瓷涂层的铝塑膜和无涂层铝塑膜电解液污染实验结果图，左图为普通铝塑膜被电解液污染后的照片，右图为有陶瓷涂层的铝塑膜被电解液污染后，擦掉陶瓷涂层后的照片（周边白色部分为未擦掉的陶瓷涂层）。具体实施方式本专利技术提出了一种耐热阻燃陶瓷浆料，由下列质量百分比的原料配制而成：固体物质2%～30%、分散剂70%～98%；即固含量为2%～30%的耐热阻燃陶瓷浆料。其中，固定物质由下列质量百分比的原料配制：陶瓷材料75%～95%、粘接剂5%～25%。所述的陶瓷材料为氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化硅、氧化硼、氮化硅或氮化硼中的至少一种。陶瓷材料为粒径在10-100nm之间的纳米级材料。所述的分散剂为水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)或四氢呋喃（THF）中的至少一种。所述的粘接剂为羧甲基纤维素钠（CMC）、丁苯橡胶（SBR）、聚偏氟乙烯（PVDF）、海藻酸钠、丙烯酸或聚乙烯醇中的至少一种。本专利技术提出的具有耐热阻燃陶瓷浆料层的铝塑膜，其包括：铝塑膜、涂覆于该铝塑膜的表面的所述耐热阻燃陶瓷浆料层。图1为在铝塑膜表面涂覆一层陶瓷浆料的结构示意图，即在铝塑膜1的外表面上均匀涂覆一层陶瓷涂层2。耐热阻燃陶瓷浆料层的厚度为1-100微米。本专利技术的铝塑膜的制备方法，其步骤如下：步骤1：根据选定的陶瓷浆料的配比，称量各种原料：陶瓷材料、分散剂和粘接剂；步骤2：先将所述的分散剂倒入搅拌锅中，再将所述的粘接剂倒入所述的搅拌锅中，搅拌到全部溶解；加入所述的陶瓷材料搅拌，分散均匀，获得所述的陶瓷浆料；步骤3：将所述的陶瓷浆料均匀涂覆在铝塑膜上，涂覆的厚度为1-100微米，制得所述的耐热阻燃铝塑膜。其中，若所述的粘接剂由至少两种原料组合，当所述的分散剂倒入搅拌锅中后，先将所述粘接剂中的一种原料倒入所述的搅拌锅中；当加入所述的陶瓷材料后，再加入剩余的所述粘接剂，搅拌均匀，获得所述的陶瓷浆料。下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1陶瓷材料选取粒径30nm的氧化铝，粘接剂采用两种原料CMC和SBR搭配。陶瓷浆料的配比为：85%氧化铝、7%CMC、8%SBR，固含量为10%，分散剂比例为90%。分散剂选用为90%的水和10%的乙醇的混合液。称取210g的乙醇和1890g水到搅拌锅中，然后称取16.31gCMC到搅拌锅中，搅拌到全部溶解。加入198g氧化铝，搅拌，分散均匀后，最后加入50%含量的SBR溶液37.28g，搅拌均匀，获得氧化铝浆料。把氧化铝浆料在涂布机上均匀涂覆在铝塑膜上，厚度控制在10-20微米之间，获得表面涂覆有氧化铝涂层的铝塑膜。实施例2陶瓷材料选取粒径50nm的氮化硼，粘接剂采用PVDF。陶瓷浆料的配比为90%氮化硼、10%PVDF，固含量为15%，分散剂为NMP，含量为85%。称取2833g的NMP到搅拌锅中，然后称取50gPVDF到搅拌锅中，搅拌到全部溶解。加入450g氮化硼，搅拌，分散均匀，获得氮化硼浆料。把氮化硼浆料在涂布机上均匀涂覆在铝塑膜上，厚度控制在10-20微米之间，获得表面涂覆有氧化铝涂层的铝塑膜。实施例3陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热阻燃陶瓷浆料，由下列质量百分比的原料配制而成：固体物质 2%～30%、分散剂 70%～98%；其中，固体物质由下列质量百分比的原料配制：陶瓷材料 75%～95%、粘接剂 5%～25%。

【技术特征摘要】
1.一种耐热阻燃陶瓷浆料，由下列质量百分比的原料配制而成：固体物质2%～30%、分散剂70%～98%；其中，固体物质由下列质量百分比的原料配制：陶瓷材料75%～95%、粘接剂5%～25%。2.如权利要求1所述的耐热阻燃陶瓷浆料，其特征在于，所述的陶瓷材料为氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化硅、氧化硼、氮化硅或氮化硼中的至少一种。3.如权利要求2所述的耐热阻燃陶瓷浆料，其特征在于，所述的陶瓷材料为粒径在10-100nm之间的纳米级材料。4.如权利要求1所述的耐热阻燃陶瓷浆料，其特征在于，所述的分散剂为水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的至少一种。5.如权利要求1所述的耐热阻燃陶瓷浆料，其特征在于，所述的粘接剂为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、海藻酸钠、丙烯酸或聚乙烯醇中的至少一种。6.一种具有如权利要求1~5所述的耐热阻燃陶瓷浆料的铝塑膜，包括铝塑膜，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟宽，吴西燚，邹十美，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44