【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池领域，具体涉及一种陶瓷浆料、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池隔膜在锂离子电池中主要功能是隔开正负极，防止正负极接触短路，并导通锂离子。目前商品化的主要是聚烯烃微孔膜，虽然聚烯烃隔膜在常温下可提供足够的机械强度和化学稳定性，但在高温条件下则表现出较大的热收缩，从而导致正负极接触并迅速积聚大量热，使得电池因短路而造成着火或爆炸。在改善隔膜性能方面主要是对隔膜进行陶瓷涂覆处理。隔膜涂覆陶瓷后可有效地提高隔膜的耐热性、安全性、以及改善隔膜的机械强度，从而延长隔膜的使用寿命。
2、但是，陶瓷材料因其堆积杂乱无序不规整，会造成表面一般比较粗糙，与卷针之间的摩擦系数较大，在电池卷绕的过程中会出现抽针困难，或者抽针后卷芯隔膜撕裂、端面不齐等问题，严重影响了生产效率及成品率，并容易发生电池短路，存在安全隐患。因此，需要提供一种膜面平整、摩擦系数低的锂电隔膜，来解决这类问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种陶瓷浆料、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池，该陶瓷浆料粘度适中，分散稳定性、研磨效果好，且涂布过程中片状陶瓷颗粒能在重力作用下平铺堆积，采用其制备的锂离子电池隔膜表面平整度高、摩擦系数低，从而可以改善电池卷绕时抽针困难或易造成隔膜撕裂、错位等问题，提高锂离子电池的生产效率和良率，改善锂离子电池的安全性能。
2、在本专利技术的第一个方面
3、根据本专利技术上述实施例的陶瓷浆料，其包括片状陶瓷颗粒、增稠剂、分散剂、粘合剂和溶剂，通过采用片状陶瓷颗粒，一方面，在无约束条件下片状陶瓷颗粒的稳态形状为平行于其接触面，重力作用下片状陶瓷颗粒有平行于基膜平面的趋向，从而可以提高其形成的陶瓷涂层表面的平整度，并降低陶瓷涂层表面的摩擦系数；再一方面，片状陶瓷颗粒相对于凹凸不平的棒形等其他类型陶瓷颗粒，可以进一步提高其形成的陶瓷涂层表面的平整度，并降低陶瓷涂层表面的摩擦系数；另一方面，涂布后片状陶瓷颗粒之间有缝隙，对基膜透气性影响小，有利于锂离子的传输；并且若片状陶瓷颗粒的中位粒径过小，则会增加制造成本且片状陶瓷颗粒堆积过于密实、透气度大，若片状陶瓷颗粒的中位粒径过大，则片状陶瓷颗粒堆积过于松散，热收缩大，若片状陶瓷颗粒的厚度过小，则其比表面积大、含水量高，影响锂离子电池隔膜性能，若片状陶瓷颗粒的厚度过大，则形成的陶瓷涂层厚度不均匀、粗糙度大，若片状陶瓷颗粒的比表面积过大，则会造成陶瓷涂层含水量偏高，影响电池性能，并且对于相同粒径大小的片状陶瓷颗粒，比表面积越大，表面越粗糙，制备的锂离子电池隔膜摩擦系数越大，卷绕电池时抽针越困难，若片状陶瓷颗粒的比表面积过小，则片状陶瓷颗粒粒径相对会过大，堆积过于松散，影响锂离子电池隔膜的耐热性能，由此，本专利技术采用片状陶瓷颗粒并控制其中位粒径d50为0.3μm-1.0μm，厚度为100nm-500nm，比表面积为2m2/g-7m2/g，可以得到表面平整度高、摩擦系数低、透气性能和耐热性能好的锂离子电池隔膜。同时专利技术人发现，若增稠剂的粘度过小，则增稠剂的分子量小、空间位阻作用小，对片状陶瓷颗粒起不到隔离保护作用，陶瓷浆料稳定性差；若增稠剂的粘度过大，则陶瓷浆料粘度增大，陶瓷浆料固化过程中易出现片状陶瓷颗粒堆积杂乱无章，造成陶瓷涂层表面粗糙，由此本专利技术将25℃下，浓度为1.0wt％的所述增稠剂水溶液的粘度控制在10mpa·s-80mpa·s，可以使陶瓷浆料粘度适中，分散稳定性、研磨效果好，且涂布过程中片状陶瓷颗粒能在重力作用下平铺堆积，避免陶瓷浆料粘度过大、约束片状陶瓷颗粒造成无序堆积，从而可以提高陶瓷涂层表面的平整度。通过采用分散剂，可以防止片状陶瓷颗粒聚集，提高陶瓷浆料的稳定性。通过采用粘合剂，可以在涂布过程中将片状陶瓷颗粒与基膜、片状陶瓷颗粒与片状陶瓷颗粒粘附在一起。由此，该陶瓷浆料粘度适中，分散稳定性、研磨效果好，且涂布过程中片状陶瓷颗粒能在重力作用下平铺堆积，采用其制备的锂离子电池隔膜表面平整度高、摩擦系数低、透气性能和耐热性能好，从而可以改善电池卷绕时抽针困难或易造成隔膜撕裂、错位等问题，提高锂离子电池的生产效率和良率，改善锂离子电池的安全性能。
4、另外，根据本专利技术上述实施例的陶瓷浆料还可以具有如下附加的技术特征：
5、在本专利技术的一些实施例中，上述陶瓷浆料包括：100重量份的片状陶瓷颗粒、0.5重量份-2重量份的增稠剂、0.08重量份-0.6重量份的分散剂、2.3重量份-9重量份的粘合剂和140重量份-230重量份的溶剂。由此，有利于片状陶瓷颗粒在重力作用下平铺堆积。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述片状陶瓷颗粒的粒径分布离散度(d90-d10)/d50≤230％。由此，有利于降低陶瓷涂层表面的粗糙度。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述片状陶瓷颗粒包括片状勃姆石、片状氧化铝、片状硫酸钡、片状氧化镁、片状氢氧化镁和片状二氧化硅中的至少之一，优选片状勃姆石。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述增稠剂包括羧甲基纤维素碱金属盐、聚乙烯醇和聚丙烯酸盐及其衍生物中的至少之一。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述分散剂包括聚羧酸盐和/或聚乙烯醇。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述粘合剂包括水性聚丙烯酸酯乳液、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物乳液和丁苯橡胶中的至少之一。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述陶瓷浆料的固含量为30wt％-40wt％。
12、在本专利技术的一些实施例中，25℃下，所述陶瓷浆料的粘度值为10mpa·s-100mpa·s。由此，有利于降低陶瓷涂层表面的粗糙度。
13、在本专利技术的一些实施例中，上述陶瓷浆料还包括润湿剂，所述润湿剂占所述片状陶瓷颗粒的质量含量不超过0.5％。由此，有利于陶瓷浆料在基膜上更好地铺展。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述润湿剂包括聚醚改性有机硅氧烷、脂肪族聚醚、氟碳类润湿剂、聚乙二醇和多库酯钠中的至少之一。
15、在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种锂离子电池隔膜。根据本专利技术的实施例，该锂离子电池隔膜包括基膜和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层形成在所述基膜的至少一侧，所述陶瓷涂层采用上述陶瓷浆料固化形成。由此，该锂离子电池隔膜表面平整度高、摩擦系数低、透气性好，从而可以改善电池卷绕时抽针困难或易造成隔膜撕裂、错位等问题，提高锂离子电池的生产效率和良率，改善锂离子电池的安全性能。
16、另外，根据本专利技术上述实施例的锂离子电池隔膜还可以具有如下附加的技术特征：
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【技术保护点】
1.一种陶瓷浆料，其特征在于，包括片状陶瓷颗粒、增稠剂、分散剂、粘合剂和溶剂，25℃下，浓度为1.0wt％的所述增稠剂的水溶液的粘度为10mPa·s-80mPa·s，所述片状陶瓷颗粒的中位粒径D50为0.3μm-1.0μm，厚度为100nm-500nm，比表面积为2m2/g-7m2/g。
2.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，包括：100重量份的片状陶瓷颗粒、0.5重量份-2重量份的增稠剂、0.08重量份-0.6重量份的分散剂、2.3重量份-9重量份的粘合剂和140重量份-230重量份的溶剂。
3.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述片状陶瓷颗粒的粒径分布离散度(D90-D10)/D50≤230％；
4.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述增稠剂包括羧甲基纤维素碱金属盐、聚乙烯醇和聚丙烯酸盐及其衍生物中的至少之一；
5.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料的固含量为30wt％-40wt％；
6.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，还包括润湿剂，所述润湿剂占所述片状陶瓷颗
7.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，包括基膜和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层形成在所述基膜的至少一侧，所述陶瓷涂层采用权利要求1-6中任一项所述的陶瓷浆料固化形成。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂层的静摩擦系数为0.1-0.5；
9.一种制备锂离子电池隔膜的方法，其特征在于，包括：将权利要求1-6中任一项所述的陶瓷浆料施加在基膜的至少一侧表面上且固化，以便得到锂离子电池隔膜。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池具有权利要求7或8所述的锂离子电池隔膜或采用权利要求9所述的方法得到的锂离子电池隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷浆料，其特征在于，包括片状陶瓷颗粒、增稠剂、分散剂、粘合剂和溶剂，25℃下，浓度为1.0wt％的所述增稠剂的水溶液的粘度为10mpa·s-80mpa·s，所述片状陶瓷颗粒的中位粒径d50为0.3μm-1.0μm，厚度为100nm-500nm，比表面积为2m2/g-7m2/g。
2.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，包括：100重量份的片状陶瓷颗粒、0.5重量份-2重量份的增稠剂、0.08重量份-0.6重量份的分散剂、2.3重量份-9重量份的粘合剂和140重量份-230重量份的溶剂。
3.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述片状陶瓷颗粒的粒径分布离散度(d90-d10)/d50≤230％；
4.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述增稠剂包括羧甲基纤维素碱金属盐、聚乙烯醇和聚丙烯酸盐及其衍生物中的至少之一；
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵巧俊，章峰勇，王莉，陈路，景改峰，郝立新，
申请(专利权)人：乐凯胶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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