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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池隔膜,尤其涉及一种陶瓷涂覆材料、陶瓷涂层隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于其高能量密度、低自放电、长循环寿命以及高电压平台等特点,被广泛运用于储能、3c、动力电池等领域。隔膜作为锂离子电池四大组成部分之一,介于正负极之间,可以起到阻碍电子传输、导通锂离子的作用,因而被称为电池的“第三极”。隔膜的化学稳定性、机械强度、孔隙率、保液能力、热稳定性和水分等性能参数直接影响锂离子电池的性能。
2、随着对传统锂离子电池能量密度以及安全性能要求的提高,对隔膜的性能也提出了更高的要求。将一些无机材料,尤其是陶瓷材料,涂覆在隔膜上,能够大大提高隔膜的热稳定性、锂离子导通能力以及对电解液的润湿性等。然而,陶瓷粉体在储存和涂覆过程中易发生团聚,从而导致隔膜涂覆的质量下降。陶瓷粉体涂层也会使隔膜的水分增加,与锂离子电池电解液发生副反应,并与正负极和固态电解质界面(sei)膜发生反应。因此,隔膜涂覆材料的分散性以及疏水性对整个锂离子电池尤为重要。
3、现有专利(cn113517466a)中,采用分散剂与陶瓷电解质材料原粗粉、表面改性剂等进行混合,制成混合浆料,对浆料进行球磨、离心、干燥等处理,获得不易团聚、高分散性、低粒径的陶瓷电解质材料粉体。但其同时采用分散剂和表面改性剂,不仅增加了制备成本,而且也没有改善材料的疏水性能。
4、现有专利(cn109088031a)中,采用阻水剂与陶瓷浆料组合,阻水剂的亲油端能够与陶瓷粉体结合,取代陶瓷粉体表面吸附的水分子,超高的分子量能够提供良好的空
5、因此,现有技术仍有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种陶瓷涂覆材料、陶瓷涂层隔膜及其制备方法,旨在解决现有的涂覆隔膜的陶瓷材料无法同时具有充分的分散性和疏水性的问题。
2、具体地,本专利技术的技术方案如下:
3、第一方面,本专利技术提供一种陶瓷涂覆材料的制备方法,包括步骤:
4、配制ph调节剂的水溶液,在所述ph调节剂的水溶液中加入硅烷偶联剂,得到改性溶液;
5、将陶瓷粉体和溶剂混合,得到陶瓷浆料;
6、将所述改性溶液加入所述陶瓷浆料中,搅拌,干燥后得到所述陶瓷涂覆材料。
7、可选地,所述ph调节剂为乙酸、甲酸、盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
8、可选地,所述硅烷偶联剂选自乙烯基类硅烷偶联剂、氯羟基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、卤素类硅烷偶联剂和季铵羟基类硅烷偶联剂中的一种或多种。
9、可选地,所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化钛、氧化镁、二氧化锆、二氧化硅、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧化物和锂镧钛氧化物中的一种或多种。
10、可选地,所述溶剂为乙醇、水、乙腈和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
11、可选地,所述陶瓷粉体与所述溶剂的质量比为10~50:100。
12、可选地,所述改性溶液与所述陶瓷浆料的质量比为5~50:100。
13、第二方面,本专利技术提供一种陶瓷涂覆材料,由上述所述的陶瓷涂覆材料制备方法制备得到。
14、第三方面,本专利技术提供一种陶瓷涂层隔膜的制备方法,包括步骤:
15、将分散剂和所述的陶瓷涂覆材料分散到水中,混合均匀,得到分散液;
16、在所述分散液中加入粘结剂,混合后得到陶瓷涂覆浆料;
17、采用凹版辊涂布法将所述陶瓷涂覆浆料涂布于基膜表面,干燥处理,得到所述陶瓷涂层隔膜。
18、可选地,所述分散剂为正丁醇、丙三醇、甲醇、丙醇、聚乙二醇、异丙醇、甲醚、乙醚、丙酮、丁酮和聚丙烯酸类中的一种或多种。
19、可选地,所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯中的一种或多种。
20、第四方面,本专利技术提供一种由上述陶瓷涂层隔膜的制备方法得到的陶瓷涂层隔膜。
21、有益效果
22、本专利技术通过使用硅烷偶联剂对陶瓷粉体的表面进行包覆制得陶瓷涂覆材料,所述制备方法简单,且易于放大。将所述陶瓷涂覆材料用于制备陶瓷涂层隔膜时,由于陶瓷涂覆材料上连接的硅烷基团具有互斥作用和疏水性,不仅能够显著提升陶瓷浆料的分散性和稳定性,利于陶瓷涂层隔膜力学性能的提升,而且还能够提高陶瓷粉体的疏水性,适于长时间的储存,并进一步改善陶瓷涂层隔膜的性能。
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1.一种陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述pH调节剂为乙酸、甲酸、盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自乙烯基类硅烷偶联剂、氯羟基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、卤素类硅烷偶联剂和季铵羟基类硅烷偶联剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化钛、氧化镁、二氧化锆、二氧化硅、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧化物和锂镧钛氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述溶剂为乙醇、水、乙腈和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述陶瓷粉体与所述溶剂的质量比为10~50:100;所述改性溶液与所述陶瓷浆料的质量比为5~50:100。
7.一种陶瓷涂覆材料,其特征在于,由权利要求1~6任一项所述的制备
8.一种陶瓷涂层隔膜的制备方法,其特征在于,包括步骤:
9.根据权利要求8所述的陶瓷涂层隔膜的制备方法,其特征在于,所述分散剂为正丁醇、丙三醇、甲醇、丙醇、聚乙二醇、异丙醇、甲醚、乙醚、丙酮、丁酮和聚丙烯酸类中的一种或多种;
10.一种由权利要求8~9任一所述的制备方法制备得到的陶瓷涂层隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述ph调节剂为乙酸、甲酸、盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自乙烯基类硅烷偶联剂、氯羟基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、卤素类硅烷偶联剂和季铵羟基类硅烷偶联剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征在于,所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化钛、氧化镁、二氧化锆、二氧化硅、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧化物和锂镧钛氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷涂覆材料的制备方法,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:周旋,钟子扬,魏游日,程俊,李德平,慈立杰,
申请(专利权)人:深圳索理德新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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