[发明专利]陶瓷隔膜及其制备锂离子二次电池的方法及电池

权利要求书

1.一种陶瓷隔膜，其特征在于：所述陶瓷隔膜是通过丙烯酸酯类的单体和烯醇类单体在引发剂的作用下合成树枝形接枝共聚物，然后加入无机陶瓷颗粒分散均匀，接着涂布到隔膜基材的单一表面或两个表面上而形成，其中无机陶瓷颗粒吸附在所述树枝形接枝共聚物上且所述树枝形接枝共聚物相互之间互相粘结，从而在无机陶瓷颗粒之间以及所述共聚物之间形成致密的立体网状结构的陶瓷涂层，陶瓷涂层通过所述树枝形接枝共聚物与隔膜基材吸附，这样无机陶瓷颗粒之间、所述共聚物之间和隔膜基材一起形成一立体的网状结构。

2.根据权利要求1所述陶瓷隔膜，其特征在于：所述无机陶瓷颗粒在锂离子二次电池中不发生氧化或还原反应,同时具有电子绝缘性。

3.根据权利要求1或2所述陶瓷隔膜，其特征在于：所述无机陶瓷颗粒为氧化钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、二氧化铈、三氧化二铝、碳酸钙、钛酸钡中的任意一种或多种，所述无机陶瓷颗粒的颗粒粒径为0.01～10μm，平均粒子的粒径为0.1～5μm，所述树枝形接枝共聚物为丙烯酸酯类聚合物，主链选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙二醇甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、3-甲氧基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种，接枝为烯醇类，选自乙烯醇、丙烯醇、丁烯醇中的一种或几种，该树枝形接枝共聚物通过丙烯酸酯类的单体在引发剂作用下与烯醇类进行聚合得到，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸铵、过氧化二异甲苯、过氧化二叔丁基中的一种或几种，其中丙烯酸酯单体与烯醇类单体的质量比为1:0.01～1,丙烯酸酯单体与引发剂的质量比为1:0.001～0.2，

所述无机陶瓷颗粒与树枝形接枝共聚物的质量比为1:0.1～1,该隔膜基材为PE或PP材质，无机陶瓷颗粒与树枝形接枝共聚物组成的陶瓷涂层厚度为0.5～10μm。

4.根据权利要求3所述陶瓷隔膜，其特征在于：所述无机陶瓷颗粒的颗粒粒径为0.1～6μm，平均粒子的粒径为0.3～3μm。

5.一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于包括：

1)正极片的制备：将钴酸锂、导电碳、粘结剂聚偏氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮溶剂中混合均匀制成正极浆料，然后涂布在铝箔上并烘干后进行冷压、分条、裁边、极耳焊接，制成正极片；

2)负极片的制备:将石墨、导电碳、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘结剂丁苯橡胶在去离子水中混合均匀制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行冷压、分条、裁边、极耳焊接，制成负极片；

3)隔膜基材：用PE或PP微孔薄膜做成；

4)权利要求3所述陶瓷隔膜的制备：在混合溶剂中加入所述主链物质,搅拌使其分散均匀，然后加入所述烯醇类物质，再搅拌，然后在选定的温度下加入引发剂，搅拌后降温到常温，得到树枝形接枝共聚物溶液，接着加入所述无机陶瓷颗粒,搅拌并于球磨机中研磨，制备得到浆料，然后将制得的上述浆料均匀的覆盖在所述隔膜基材的至少一个表面上，再进行分条、裁边；

5)电池的制备:将上述正极片、陶瓷隔膜、负极片卷绕成电芯，然后将该电芯置于铝塑包装袋中，注入电解液，经封装、化成、容量的工序，制成电池。

6.一种采用权利要求5所述方法制备得到的锂离子二次电池，包括正极、负极、隔膜基材以及电解液，其特征在于其中隔膜基材的至少一个表面上涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层是一种通过树枝形接枝共聚物将无机陶瓷颗粒、所述树枝形接枝共聚物和隔膜基材之间形成的立体的网状结构。