电池隔膜及其制备方法与锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种电池隔膜，包括：包含聚烯烃和/或无纺织布的基层；设置在所述基层至少一个表面的复合层，所述复合层包含粘接剂聚合物以及分散在所述粘接剂聚合物中的硼化物颗粒和陶瓷颗粒。本发明专利技术实施例还提供该电池隔膜的制备方法及锂离子电池。本发明专利技术实施例提供的电池隔膜，通过添加硼化物颗粒，可以防止电解液的恶化，提高电池的循环性能；通过添加陶瓷颗粒，可以提高电池隔膜的耐热性，提高电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，具体涉及一种电池隔膜以及制备方法和锂离子电池。
技术介绍
电池隔膜是指电池正极和负极之间的隔膜材料，是电池的关键组成部分，其主要作用是隔离电池的正、负级，使电池内的电子不能自由穿过，但允许电解液中的离子在正负极之间自由通过。电池隔膜性能的优劣决定电池的界面结构和电池内阻，进而影响电池的容量，循环性能和充放电电流密度等特性。电池隔膜一般是用聚丙烯、聚乙烯制成的。但是聚乙烯、聚丙烯制成的电池隔膜存在对电解液亲和性较差的缺点，吸液量低，比表面能低，同时高温受热收缩率大，在100°c以上显示极强的热收缩性，会导致电池正负极短路。现有技术中，通过在聚乙烯、聚丙烯制成的隔膜基体的表面涂覆二氧化硅或碳酸钙等无机微粒，可以在一定程度上改善了电池隔膜的热收缩性。但是，该种方法对电池性能的改善有限，难以改善电池的循环性能和安全性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电池隔膜及其制备方法和锂离子电池，以提高电池的循环性能和安全性能。一种电池隔膜，包括包含聚烯烃和/或无纺织布的基层；设置在所述基层至少一个表面的复合层，所述复合层包含粘接剂聚合物以及分散在所述粘接剂聚合物中的硼化物颗粒和陶瓷颗粒。一种电池隔膜的制备方法，包括在粘结剂聚合物溶液中加入硼化物颗粒和陶瓷颗粒，获得混合浆料；将所述混合浆料涂覆在包含聚烯烃和/或无纺织布的基层的至少一个表面，干燥后得到电池隔膜。一种锂离子电池，包括正极，负极，电池隔膜，电解液和包装壳；所述电池隔膜为权利要求1至3中任一所述的电池隔膜。本专利技术实施例提供的电池隔膜，通过添加硼化物颗粒，可以防止电解液的恶化，提高电池的循环性能；通过添加陶瓷颗粒，可以提高电池隔膜的耐热性，提高电池的安全性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的电池隔膜的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的电池隔膜的制备方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的锂离子电池的充放电次数的示意图。具体实施例方式本专利技术实施例提供一种电池隔膜，通过添加硼化物颗粒，可以防止电解液的恶化， 提高电池的循环性能；通过添加陶瓷颗粒，可以提高电池隔膜的耐热性，提高电池的安全性。本专利技术实施例还提供相应的制备方法以及锂离子电池。以下分别进行详细说明。请参考图1，本专利技术实施例提供一种电池隔膜，包括包含聚烯烃和/或无纺织布的基层100 ；设置在所述基层至少一个表面的复合层200，所述复合层包含粘接剂聚合物201 以及分散在所述粘接剂聚合物中的硼化物颗粒202和陶瓷颗粒203。其中所述复合层中，所述硼化物的重量比介于至10%，所述陶瓷颗粒的重量比介于80%至98%，所述粘接剂聚合物的重量比介于至10%。所说的基层具体可以是聚烯烃多孔膜，或者无纺织布，或者两者的结合。所说的聚烯烃多孔膜可以是单层膜，也可以是多层复合膜。所说的粘接剂聚合物可以是乙烯基聚合物或乙烯基共聚物或两者的组合，例如可以选自以下组分中的一种或几种聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。所说的硼化物是硼与金属、某些非金属(如碳)形成的二元化合物，可用通式MmBn 表示。举例来说，硼化物可以选自以下硼化物中的一种或几种氧化硼，六硼化钙，二硼化钛，二硼化铬，二硼化铝。本实施例中，硼化物以颗粒的形式分散在粘接剂聚合物物中，颗粒的大小可以是0. 001 ~ 25 μ m0所说的陶瓷是以颗粒形式存在的陶瓷纤维，颗粒的大小可以是0.001 25 μ m。举例来说，所说的陶瓷可以选择以下组分中的一种或者几种氮化硅，二硼化锆，硅酸铝，碳化硼。所说的复合层可以通过印刷，或喷涂，或涂布，或浸泡等处理方式附着在基层一个表面或者两个表面。通常，将粘接剂聚合物可以加入到某些溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂或者丙酮中中搅拌分散均勻形成聚合物溶液，再将硼化物颗粒和陶瓷颗粒加入到聚合物溶液中搅拌均勻后，通过上述的处理方式设置在基层上，然后干燥凝固，形成电池隔膜。一种实施方式中，粘接剂聚合物优选采用聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈。由于聚甲基丙烯酸甲酯中的羧基与电解液中碳酸酯类非水溶剂的氧相互作用很强，因而吸附电解液能力较强；同时电池中的锂盐与聚丙烯腈中的极性氰基可以发生配位作用，形成络合物， 从而可以增加聚合物链段的蠕动能力，提高电导率。本专利技术实施例的电池隔膜，其中添加的硼化物颗粒具有强烈吸水性，可以减少电池电解液中因含有水分而产生的酸性物质，防止电解液恶化，提高电池的循环性能，进而延长电池的使用寿命；其中添加的陶瓷颗粒，稳定性好，可以提高电池隔膜的热稳定性，提高电池隔膜的耐热性，进而提高电池的安全性。请参考图2，本专利技术实施例还提供一种电池隔膜的制备方法，包括301、在粘接剂聚合物溶液中加入硼化物颗粒和陶瓷颗粒，获得混合浆料。所述粘接剂聚合物溶液是指液态的粘结剂聚合物。可以通过将粘结剂聚合物添加到某些溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂或者丙酮中形成粘接剂聚合物溶液。其中，粘接剂聚合物加入溶剂中后，通过搅拌使其溶解分散；硼化物颗粒和陶瓷颗粒加入到聚合物溶液后，也搅拌分散均勻。302、将所述混合浆料涂覆在包含聚烯烃和/或无纺织布的基层的至少一个表面， 干燥后得到电池隔膜。具体的，可以将所述混合浆料印刷，或者喷涂，或者涂布在所述基层的一面或者两面；又或者，可以利用所述混合浆料浸泡所述基层，在所述基层的一面或者两面粘附上所述混合浆料。混合浆料干燥后形成粘附于基层至少一个表面上的复合层，则电池隔膜制作完成。需要说明的是，所说的溶剂并非必不可少的材料，只是为了方便加工而采用的辅助材料；直接将粘结剂聚合物、硼化物颗粒和陶瓷颗粒混合均勻，粘附在基层上，同样可以实现本专利技术目的。采用本专利技术实施例方法制备的电池隔膜，其中添加的硼化物颗粒具有强烈吸水性，可以减少电池电解液中因含有水分而产生的酸性物质，防止电解液恶化，提高电池的循环性能，进而延长电池的使用寿命；其中添加的陶瓷颗粒，稳定性好，可以提高电池隔膜的热稳定性，提高电池隔膜的耐热性，进而提高电池的安全性。本专利技术实施例还提供一种锂离子电池，包括正极，负极，电池隔膜，电解液和包装壳；所述电池隔膜为上述实施例提供的电池隔膜。其中，正极可以采用含有阴极活性物质磷酸亚铁锂材料制成，负极可以采用含有阳极活性物质碳的材料制成。电池隔膜间隔于相邻的正负极之间，正极、负极和电池隔膜三者通过卷绕或者叠片工艺组成电芯，然后电芯和电解液封装在包装壳内，构成电池。需要说明的是，本专利技术的其他实施例提供的锂离子电池中，负极的活性物质也可以是石墨、硬碳、软碳、钛酸锂、硅碳、锡或其组合；负极的活性物质也可以是钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂或其组合；电解液中的锂盐可以选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、草酸双氟硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺基锂；电解液中的非水溶剂可以是选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、丁内酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯或其组合；电解液中的添加剂可以选自固体电解质界面膜(SEI)添加剂， 防过充添加剂，电解质稳定剂、电导率提高添加剂或其组合。本专利技术实施例提供的电池，因其电池隔膜中添加的硼化物颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池隔膜，其特征在于，包括：包含聚烯烃和／或无纺织布的基层；设置在所述基层至少一个表面的复合层，所述复合层包含粘接剂聚合物以及分散在所述粘接剂聚合物中的硼化物颗粒和陶瓷颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜，其特征在于，包括 包含聚烯烃和/或无纺织布的基层；设置在所述基层至少一个表面的复合层，所述复合层包含粘接剂聚合物以及分散在所述粘接剂聚合物中的硼化物颗粒和陶瓷颗粒。2.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述复合层中各组分占所述复合层的重量比为硼化物颗粒，1 10% ；陶瓷颗粒，80 98% ；粘接剂聚合物，1 10%。3.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于所述硼化物颗粒和陶瓷颗粒的大小在0. 001微米至25微米之间。4.根据权利要求1至3中任一所述的电池隔膜，其特征在于所述硼化物包括氧化硼，六硼化钙，二硼化钛，二硼化铬，二硼化铝中的至少一种。5.根据权利要求1至3中任一所述的电池隔膜，其特征在于 所述陶瓷包括硅酸铝，氮化硅，二硼化锆，碳化硼中的至少一种。6.根据权利要求1至3中任一所述的电池隔膜，其特征在于 所述粘接剂聚合物包括乙烯基聚合物或乙烯基共聚物或两者的组合。7.根据权利要求6所述的电池隔膜，其特征在于所述粘接剂聚合物包括聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐斌，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94