[发明专利]一种锂离子电池隔膜制造方法及锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜制造方法。

背景技术

以石油为代表的化石资源日益减少，以石油作为原料的汽车给我们带来便利的同时也给我们带来了日益恶化的环境，人类在不遗余力的寻找清洁的替代能源。锂离子电池具有体积小、质量轻、能量密度高等优点可在电动汽车上作为清洁能源使用。锂离子电池的隔膜在电池中起到隔断正负极片，通常用的锂离子电池隔膜为高分子材料如聚乙烯、聚丙烯或者聚乙烯和聚丙烯复合材料，这些材料在制造隔膜过程中以拉升或者萃取方法制备多出孔薄膜，这些微孔中可储存电解液，这些电解液为锂离子在正负极来回移动的载体。锂离子电池作为可多次充放电循环的电池，其电解液在充放电过程会逐渐消耗，当电解液量消耗到不能满足锂离子在正负极间正常移动时，锂离子电池的性能就会变得恶化，导致不能维持正常充放电。另外隔膜材料为多孔高分子材料，在受热时材料会收缩破膜导致正负极片短路而发生起火燃烧的安全事故。使用本发明制造的隔膜可以解决问题：（1）陶瓷层为多孔颗粒，孔隙率比隔膜孔隙高，可储层更多的电解液。特殊形状额陶瓷层在极片界面取骨架支撑作用，非陶瓷区域可储存更多地电解液以保障电池有更持久的充放电循环能力。（2）涂覆于隔膜表面的陶瓷层可形成骨架在隔膜受热时支撑住隔膜，使隔膜的破膜温度提高，增加电池的安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种锂离子电池隔膜制造方法及采用该方法制备隔膜的锂电池，使用该锂离子电池隔膜的锂离子电池充放电循环性能和安全性能提高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种锂离子电池隔膜制造方法，其工艺步骤包括：

a、把有机高分子材料通过搅拌方式溶解于溶剂中，形成有机高分子材料溶液，高分子材料在溶液中的重量百分比为1%-20%。

b、在有机高分子材料溶液中加入陶瓷材料搅拌混合为均匀的浆料，陶瓷材料与有机高分子材料溶液的重量比为0.05-1。

c、将浆料通过凹版印刷方式涂覆在用于锂离子电池的隔膜上，涂覆面积为隔膜总面积的1-95%。

所述溶剂为NMP、丙酮和水的一种或两种。

步骤a中的有机高分子材料为酚醛树脂、环氧树脂、PVDF（聚偏氟乙烯树脂）、环氧树脂、聚丙烯酸、丁苯橡胶中的一种或者几种。

步骤b在步骤a制备高分子材料溶液后加入溶液重量5-100%的陶瓷材料制得浆料。

陶瓷材料为氧化铝、氧化钛和硫酸钡中的一种或以上；陶瓷材料颗粒的D50为0.1-10um。

使用凹版印刷，间歇喷涂等方式将浆料涂覆于用于锂离子电池的隔膜上，涂布烘干后厚度为0.5~20um。

涂覆于锂离子电池所用隔膜的涂层占隔膜面积的5-80%。

涂覆于锂离子电池所用隔膜陶瓷浆料干燥后在隔膜上形成规则的形状。涂覆于隔膜上的图案形状为点状、条状、方形、菱形等形状。

所述隔膜为聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜或聚乙烯、聚丙烯的两层以上隔膜。

一种锂电池，包括正极、负极和正极、负极之间的隔膜，其中隔膜为上述步骤a、b和c的隔膜裁切后所得。

本发明的优点在于：本发明中的锂离子电池隔膜制造方法，隔膜部分被陶瓷覆盖，用该种锂离子电池隔膜生产的锂离子电池能由于可储存更多地电解液，使电池具有更好的循环性能；涂覆上的条纹整体呈骨架状,该种锂离子电池隔膜制作的锂离子电池具有较高的安全性能。

具体实施方式

以下实施例进一步详细的说明本发明，但本发明并不局限于这种实施例。

实施例1、一种锂离子电池隔膜制造方法及锂电池,其工艺步骤包括：

a、              配制重量份数为10%的丁苯橡胶的丙酮溶液，开启搅拌机搅拌均匀制得丁苯橡胶溶液。

b、             在上述溶液中加入溶液重量50%的陶瓷材料，该陶瓷材料的D50为0.5um，搅拌均匀制得浆料。

c、              将上述准备好的浆料用凹版印刷的方式涂覆在8微米聚丙烯隔膜上，涂覆的形状为菱形,涂覆干燥后厚度为4微米，涂覆面积占隔膜总面积的10%。

实施例2、一种锂离子电池隔膜制造方法及锂电池,其工艺步骤包括：

a、配制15%的聚丙烯酸的去离子水溶液，开启搅拌机搅拌均匀制得聚丙烯酸溶液。

b、在上述溶液中加入溶液重量50%的陶瓷材料，该陶瓷材料的D50为0.5um，搅拌均匀制得浆料。