一种锂电池隔膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锂电池隔膜及其制备方法和应用，所述锂电池隔膜包括：隔膜基材；以及涂层，设置在所述隔膜基材的至少一面上；其中，所述涂层至少包括分散剂、气相氧化铝、纳米纤维素和丙烯酸酯类粘结剂。通过本发明专利技术提供的一种锂电池隔膜及其制备方法和应用，提高了锂电池的动力学性能和安全性能。池的动力学性能和安全性能。池的动力学性能和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池隔膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂电池
，特别涉及到一种锂电池隔膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，锂电池因具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电小和无记忆效应等优点，被广泛应用于数码产品、电动车以及储能等领域，在绿色发展的道路中扮演着重要角色。
[0003]目前，动力电池渗透率逐渐提高，动力电池的能量密度以及安全性面临着巨大挑战。随着锂电池对能量密度和安全性能的要求，隔膜材料也被要求进一步减薄以及提升耐热性与粘接性。但是减薄后的隔膜影响到电池电芯的动力学性能，电芯安全风险变大。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种锂电池隔膜及其制备方法和应用，保证了锂电池的安全性，提高了锂电池电芯的能量密度。
[0005]本专利技术提供一种锂电池隔膜，包括：
[0006]隔膜基材；以及
[0007]涂层，设置在所述隔膜基材的至少一面上；
[0008]其中，所述涂层至少包括分散剂、气相氧化铝、纳米纤维素和丙烯酸酯类粘结剂。
[0009]在本专利技术一实施例中，所述涂层的厚度为0.2μm
‑
0.9μm。
[0010]在本专利技术一实施例中，所述涂层的孔隙率为40％
‑
70％。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述气相氧化铝的粉末的中值粒径为50nm
‑
100nm。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述纳米纤维素至少包括纳米纤维素材料或纳米纤维晶中的一种，且所述纳米纤维素的直径小于100μm。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述丙烯酸酯类粘结剂至少包括聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯或苯乙烯中的一种，且所述丙烯酸酯类粘结剂的中值粒径为0.5μm
‑
2μm。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述气相氧化铝、所述纳米纤维素、所述丙烯酸酯类粘结剂的质量比例为10
‑
14：10
‑
8：4
‑2。
[0015]本专利技术还提供一种上述的锂电池隔膜的制备方法，至少包括以下步骤：
[0016]按设定配比将分散剂、气相氧化铝、纳米纤维素和丙烯酸酯类粘结剂依次均匀分散于水中，获得涂层浆料；
[0017]将所述涂层浆料涂覆于隔膜基材上，烘干，获得锂电池隔膜。
[0018]在本专利技术一实施例中，所述涂层浆料固含量为10％
‑
35％。
[0019]在本专利技术一实施例中，所述涂层浆料的涂覆方式为微凹版辊涂覆或线棒涂覆中的一种。
[0020]本专利技术还提供一种锂电池，包括上述的锂电池隔膜。
[0021]本专利技术还提供一种电化学装置，包括上述的锂电池。
[0022]综上所述，本专利技术提供一种锂电池隔膜及其制备方法和应用，制备的锂电池隔膜的涂层轻薄，且涂层的耐热性高，涂层在180℃下烘烤1h的热收缩小于2％，能够满足隔离锂电池正负极和传输锂离子的要求，同时提高锂电池隔膜的热稳定性和粘结性。在电池内部异常升温时，有效避免电芯熔融破裂引发热失控，提升了锂电池电芯的能量密度和动力学性能，保证了锂电池的安全性能。
附图说明
[0023]图1为一实施例中锂电池隔膜的结构示意图。
[0024]图2为一实施例中锂电池隔膜的制备流程图。
[0025]标记说明：
[0026]10、隔膜基材；20、涂层；21、气相氧化铝；22、纳米纤维素；23、丙烯酸酯类粘结剂。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。如没有特别说明，以下实施例所示的“％”和“份”分别是指“质量％”和“质量份”。
[0029]如图1所示，在本专利技术一实施例中，锂电池隔膜例如包括隔膜基材10和涂层20，涂层20例如设置在隔膜基材10的至少一面上，且涂层20的厚度例如为0.2μm
‑
0.9μm，涂层20的孔隙率例如为40％
‑
70％。其中，涂层20包括分散剂、气相氧化铝21、纳米纤维素22和丙烯酸酯类粘结剂23等。通过在隔膜基材10上设置涂层20有效增强了锂电池隔膜的热稳定性和粘结性，提高了锂电池电芯的动力学性能，保证了锂电池的安全性能，能够用于不同类型的电化学装置的制备，方法简单，效果优越。
[0030]如图1所示，在本专利技术一实施例中，在锂电池隔膜中，隔膜基材10例如为聚丙烯(polypropylene，PP)微孔隔膜、聚乙烯(polyethylene，PE)微孔隔膜、丙烯与乙烯的共聚物或聚乙烯均聚物等中的一种，在本实施例中，隔膜基材10例如选择聚丙烯或聚乙烯的微孔隔膜。且隔膜基材10的厚度例如为6μm
‑
10μm，在本实施例中，隔膜基材10的厚度例如选择7μm。通过设置隔膜基材10，有效隔离电池正负极，并通过电解质离子，同时提高了锂电池隔膜的有机溶剂的耐性。
[0031]如图1所示，在本专利技术一实施例中，在锂电池隔膜中，气相氧化铝21例如为粉末状，且气相氧化铝21粉末的中值粒径例如为50nm
‑
100nm。通过添加气相氧化铝21，有效提高锂电池隔膜的耐高温性能，同时保持了隔膜的闭孔性，有效避免锂电池热失控引发的安全隐患，提高锂电池的安全性能。分散剂例如至少包括聚丙烯酸酯或丙烯酸中的一种，通过添加分散剂，有效将气相氧化铝21分散于涂层20的浆料中，保证涂层20的浆料在涂敷过程中的均匀性。
[0032]如图1所示，在本专利技术一实施例中，在锂电池隔膜中，纳米纤维素22例如至少包括纳米纤维素纤维或纳米纤维晶中的一种，且纳米纤维素22的直径例如小于100μm。纳米纤维素22例如连接气相氧化铝21粉末颗粒，形成均匀的网络状结构，覆盖在隔膜基材10上，提高了涂层20的粘结力。通过添加纳米纤维素22，能够提高锂电池隔膜对电解液和锂金属的润湿性，同时与气相氧化铝21形成网络状结构，有效提高锂电池隔膜的热稳定性和机械性能，提升了锂电池的锂离子扩散效率和比容量。丙烯酸酯类粘结剂23例如至少包括聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯或苯乙烯中的一种，且丙烯酸酯类粘结剂23例如为形状为微球颗粒状的粘结微球，粘结微球例如均匀嵌入在气相氧化铝21和纳米纤维素22形成网络状结构中，有效保证涂覆涂层20的锂电池隔膜的透气性和拉伸性，提高了锂电池的使用安全性。
[0033]如图2所示，本专利技术还提供一种锂电池隔膜的方法，锂电池隔膜例如通过将涂层浆料涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池隔膜，其特征在于，包括：隔膜基材；以及；涂层，设置在所述隔膜基材的至少一面上；其中，所述涂层至少包括分散剂、气相氧化铝、纳米纤维素和丙烯酸酯类粘结剂。2.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜，其特征在于，所述涂层的厚度为0.2μm
‑
0.9μm。3.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜，其特征在于，所述涂层的孔隙率为40％
‑
70％。4.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜，其特征在于，所述气相氧化铝的粉末的中值粒径为50nm
‑
100nm。5.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜，其特征在于，所述纳米纤维素至少包括纳米纤维素材料或纳米纤维晶中的一种，且所述纳米纤维素的直径小于100μm。6.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜，其特征在于，所述丙烯酸酯类粘结剂至少包括聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯或苯乙烯中的一种，且所述丙烯酸酯类粘结剂的中值粒径为0.5μm
‑
2μm。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙化雨，饶显孟，陈玉艳，
申请(专利权)人：远景动力技术湖北有限公司远景动力技术鄂尔多斯市有限公司远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：