一种锂离子电池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隔膜及其制备方法，所述隔膜由基层和涂覆在基层两侧的涂覆层构成，基层靠近电池正极一侧的涂覆层为类聚丙烯酸锂涂覆层，另一侧的涂覆层为陶瓷涂覆层。本发明专利技术采用类聚丙烯酸锂为涂覆材料，涂覆在基膜一侧制备一种锂离子隔膜，该涂覆层能够良好地与正极极片融合，形成钝化层，减少副反应的发生，与正极极片贴合良好，提升电芯平整度，有效地改善电芯的电性能、安全性能，同时，提升电池保液能力；同时，基膜另一侧的陶瓷隔膜涂覆层可以提升电芯的安全性能，防止大面积的正负极短路发生。

A Lithium Ion Battery Diaphragm and Its Preparation Method

The invention discloses a lithium ion battery separator and a preparation method thereof. The separator consists of a base layer and a coating layer coated on both sides of the base layer. The coating layer near the positive side of the base layer is a lithium polyacrylate-like coating layer, and the coating layer on the other side is a ceramic coating layer. The present invention uses lithium polyacrylate-like coating material to prepare a lithium ion separator on one side of the base film. The coating layer can fuse well with the positive plate, form a passivation layer, reduce the occurrence of side reactions, adhere well with the positive plate, improve the smoothness of the core, effectively improve the electrical performance and safety performance of the core, and at the same time, enhance the liquid-holding capacity of the battery. The ceramic diaphragm coating on the other side of the base film can improve the safety performance of the core and prevent large area of short circuit between positive and negative electrodes.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体为一种锂离子电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度、高电压、低自放电、无记忆效应、长循环寿命、环保等优点，是实现能源可持续发展的重要技术。目前，主要应用于交通运输、电子消费、储能等领域。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液及外壳组成，其中隔膜的作用是将电池正负极分隔开来，防止正负极接触而短路，同时不影响电解质在正负极之间的迁移过程。隔膜的性能主要包括隔膜厚度、孔隙率、透气率、孔径、均一性、热收缩率、穿刺强度、拉升强度等性能。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻、自放电，直接影响电池的容量、循环及安全等性能，所以隔膜的性能优劣对锂离子电池的性能具有较大的影响。目前，涂覆隔膜因具有改善极片界面、提升电芯平整度、提高保液能力及安全性能的优点，成为未来隔膜开发方向之一。涂覆隔膜主要是采用涂覆的方式在基膜的一侧或两侧涂覆改善性能的材料，如中国专利CN106328869A公开了一种锂离子电池用陶瓷隔膜，包括陶瓷基层和涂覆在所述基层的至少一侧表面上的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层包括陶瓷颗粒、分散剂以及粘结剂，所述粘结剂为丙烯酸盐类；丙烯酸盐或聚丙烯酸盐能够与正极极片融合，形成钝化层，减少副反应的发生，与正极极片贴合良好，提升电芯平整度，有效地改善电芯的电性能、安全性能，而将陶瓷颗粒和聚丙烯酸盐、丙烯酸盐混合涂覆于基膜的一侧不利于正极界面钝化层的形成，进而影响电池性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法，解决
技术介绍
中的问题。一种锂离子电池隔膜，所述隔膜由基层和涂覆在基层两侧的涂覆层构成，基层靠近电池正极一侧的涂覆层为类聚丙烯酸锂涂覆层，另一侧的涂覆层为陶瓷涂覆层。进一步地，所述类聚丙烯酸锂涂覆层的厚度为0.1～4μm。进一步地，所述陶瓷涂覆层的厚度为1～8μm。进一步地，所述类聚丙烯酸锂为聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂中的一种或两种。更进一步地，所述陶瓷涂覆层采用的陶瓷颗粒为氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化锌、二氧化钛、氧化硅、氢氧化铝、氯化钙、碳酸钙纳米颗粒中的一种或几种，所述陶瓷颗粒的粒径为50-100nm。进一步地，所述基层厚度为6～40μm，基层孔隙率为25％～70％。进一步地，所述基层材料为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、无纺布中的一种。一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：称取一定量的类聚丙烯酸锂，倒入去离子水中，配制成质量百分比为0.5％～6％的类聚丙烯酸锂溶液；S2：称取一定量的陶瓷颗粒，加入溶剂、粘结剂、分散剂，高速打散，形成陶瓷浆料，并过筛；S3：将类聚丙烯酸锂溶液和陶瓷浆料分别涂覆于基层两侧，烘干得到锂离子电池隔膜。进一步地，所述陶瓷浆料的粘度为10-12mPa·S，浆料粒径小于10μm。本专利技术公开了一种锂离子电池隔膜，正极侧涂覆类聚丙烯酸锂涂覆层，类聚丙烯酸锂为聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂中的一种，该涂覆层对正极面，类聚丙烯酸锂可以与正极极片融合，并形成钝化层，可以有效地减少电解液与极片界面发生副反应，同时与正极极片良好的贴合，提升电芯的平整度，有效地改善电芯的电性能、安全性能，同时，类聚丙烯酸锂中的锂可以充当少量锂源，提升电池首效。基膜另一侧陶瓷隔膜涂覆层可以提升电芯的安全性能，在电池的充放电过程中，出现热失控时，即使基膜熔化，但是陶瓷涂覆层仍然保持完整，可以防止大面积的正负极短路发生，减少热失控发生。有益效果：本专利技术采用类聚丙烯酸锂为涂覆材料，涂覆在基膜一侧制备一种锂离子隔膜，该涂覆层能够良好地与正极极片融合，形成钝化层，减少副反应的发生，与正极极片贴合良好，提升电芯平整度，有效地改善电芯的电性能、安全性能，同时，提升电池保液能力；同时，基膜另一侧的陶瓷隔膜涂覆层可以提升电芯的安全性能，防止大面积的正负极短路发生。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，进一步阐述本专利技术。实施例1一种锂离子电池隔膜，隔膜结构为聚丙烯酸锂涂覆层/聚丙烯基膜/陶瓷涂覆层复合结构，所述聚丙烯酸锂涂覆层位于基膜靠近电池正极的一侧，另一侧为陶瓷涂覆层，所述聚丙烯基膜厚度为16μm，聚丙烯酸锂涂覆层厚度为2μm，陶瓷涂覆层厚度为2μm，所述陶瓷涂覆层采用的陶瓷颗粒为氧化铝颗粒，粒径为50-100nm。所述锂离子电池隔膜的制备方法：包括以下步骤：S1：称取一定量的聚丙烯酸锂，倒入去离子水中，配制成质量百分比为4％～6％的聚甲基丙烯酸锂溶液；S2：称取一定量的氧化铝陶瓷颗粒，加入溶剂、粘结剂、分散剂，高速打散，形成陶瓷浆料，并过筛，所述陶瓷浆料的粘度为10-12mPa·S，浆料粒径小于10μm；S3：将类聚丙烯酸锂溶液和陶瓷浆料分别涂覆于基层两侧，烘干得到锂离子电池隔膜。得到的锂离子电池隔膜经过叠片、入壳、注液、化成、二封、分容工序制作10164227-40Ah电芯。实施例2一种锂离子电池隔膜，隔膜结构为聚甲基丙烯酸锂涂覆层/聚丙烯基膜/陶瓷涂覆层复合结构，所述聚甲基丙烯酸锂涂覆层位于基膜靠近电池正极的一侧，另一侧为陶瓷涂覆层，所述聚丙烯基膜厚度为20μm，聚甲基丙烯酸锂涂覆层厚度为4μm，陶瓷涂覆层厚度为2μm，所述陶瓷涂覆层采用的陶瓷颗粒为氧化铝、氧化镁、氧化锆混合颗粒，粒径为50-100nm。所述锂离子电池隔膜的制备方法：包括以下步骤：S1：称取一定量的聚甲基丙烯酸锂，倒入去离子水中，配制成质量百分比为4％～6％的聚丙烯酸锂溶液；S2：称取一定量的氧化铝、氧化镁、氧化锆混合颗粒，加入溶剂、粘结剂、分散剂，高速打散，形成陶瓷浆料，并过筛，所述陶瓷浆料的粘度为10-12mPa·S，浆料粒径小于10μm；S3：将类聚甲基丙烯酸锂溶液和陶瓷浆料分别涂覆于基层两侧，烘干得到锂离子电池隔膜。得到的锂离子电池隔膜经过叠片、入壳、注液、化成、二封、分容工序制作10164227-40Ah电芯。实施例3一种锂离子电池隔膜，隔膜结构为聚甲基丙烯酸锂涂覆层/聚丙烯基膜/陶瓷涂覆层复合结构，所述聚甲基丙烯酸锂涂覆层位于基膜靠近电池正极的一侧，另一侧为陶瓷涂覆层，所述聚丙烯基膜厚度为16μm，聚甲基丙烯酸锂涂覆层厚度为2μm，陶瓷涂覆层厚度为1μm，所述陶瓷涂覆层采用的陶瓷颗粒为氧化铝、氧化镁、氧化锆混合颗粒，粒径为50-100nm。所述锂离子电池隔膜的制备方法：包括以下步骤：S1：称取一定量的聚甲基丙烯酸锂，倒入去离子水中，配制成质量百分比为4％～6％的聚丙烯酸锂溶液；S2：称取一定量的氧化铝、氧化镁、氧化锆混合颗粒，加入溶剂、粘结剂、分散剂，高速打散，形成陶瓷浆料，并过筛，所述陶瓷浆料的粘度为10-12mPa·S，浆料粒径小于10μm；S3：将类聚甲基丙烯酸锂溶液和陶瓷浆料分别涂覆于基层两侧，烘干得到锂离子电池隔膜。得到的锂离子电池隔膜经过叠片、入壳、注液、化成、二封、分容工序制作10164227-40Ah电芯。对比例1：与实例1不同之处在于，该实例使用隔膜为聚丙烯隔膜，厚度为分别20μm，经过叠片、入壳、注液、化成、二封、分容工序制作10164227-40Ah电芯。对比例2，与实例1不同之处在于，该实例使用隔膜为聚丙烯酸锂涂覆层/聚丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜由基层和涂覆在基层两侧的涂覆层构成，基层靠近电池正极一侧的涂覆层为类聚丙烯酸锂涂覆层，另一侧的涂覆层为陶瓷涂覆层。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜由基层和涂覆在基层两侧的涂覆层构成，基层靠近电池正极一侧的涂覆层为类聚丙烯酸锂涂覆层，另一侧的涂覆层为陶瓷涂覆层。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述类聚丙烯酸锂涂覆层的厚度为0.1～4μm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂覆层的厚度为1～8μm。4.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述类聚丙烯酸锂为聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂中的一种或两种。5.根据权利要求3所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂覆层采用的陶瓷颗粒为氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化锌、二氧化钛、氧化硅、氢氧化铝、氯化钙、碳酸钙纳米颗粒中的一种或几种，所述陶瓷颗粒的粒径为50-100nm。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昆，安建鸿，夏良俊，徐海平，王耐清，李小兵，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43