[发明专利]陶瓷隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜材料技术领域，尤其是涉及一种陶瓷隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种能量密度高、无记忆效应、长寿命、环境友好等优势，已被广泛应用于移动通讯、数码产品等各个领域。随着人们对环境问题的日益关注，在储能和电动汽车领域的应用也在日益扩大。

锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，隔膜是其核心关键材料之一。在锂离子电池中，隔膜主要起到防止正负极接触并允许离子传导的作用。目前，现有的商品化的锂离子电池中采用的主要是具有微孔结构的聚烯烃类隔膜材料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)的单层或多层膜。但聚烯烃隔膜在在高温条件下表现出较大的热收缩，从而导致在电池发生热滥用，由于电池内部的热积聚易发生变形而使正负极直接接触从而引发短路。尤其是对于锂离子动力电池而言，电池在大倍率充放电过程中，产生大量的热量，使电池温度急剧增加。因而，研发具有更高热稳定性与热安全性的新型隔膜已经成为锂离子动力电池发展的当务之急。在这其中，陶瓷隔膜优异的耐温性和高安全性使其成为取代传统聚烯烃隔膜的主要选择之一。

陶瓷隔膜是在现有的聚烯烃微孔膜基材的表面上，单面或双面涂布一层均匀的、由陶瓷微颗粒等构成的保护层，形成多孔性的安全性功能隔膜。在保证聚烯烃微孔隔膜原有基本特性的基础上，赋予隔膜高耐热功能，降低隔膜的热收缩性，从而更有效地减少锂离子电池内部短路，防止因电池内部短路而引起的电池热失控。目前，如现有技术201310006942.6公开的方案，陶瓷粉体一般采用二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、二氧化锡、氧化钙、氧化镁等金属氧化物制成。但是，由于这些陶瓷粉体的离子电导率低，从而导致电池的高倍率充放电容量低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种陶瓷隔膜，本发明提供的陶瓷隔膜离子电导率高，高倍率充放电容量高、倍率性能好。

本发明提供了一种陶瓷隔膜，包括：

基层；

复合于基层表面的第一陶瓷层；

所述第一陶瓷层由可脱嵌锂离子的化合物组成。

优选的，还包括：复合于基层另一表面的第二陶瓷层；所述第二陶瓷层由可脱嵌锂离子的化合物组成。

优选的，所述可脱嵌锂离子的化合物选自Li₂MnO₃、Li₂MnO₃-LiNiCoMnO₂、Li₅FeO₄、Li₅Fe₅O₈、Li₂Fe₃O₄、Li₂Fe₃O₅、Li₂MnSiO₄、Li₂FeSiO₄、Li₂CoSiO₄、Li₂NiSiO₄、LiFeSiO₄、LiMnSiO₄、LiNiSiO₄、LiCoSiO₄、LiFeSiO₄、LiMn₂O₄、LiCoO₂、Li₃V₂(PO₄)₃、Li₄Ti₅O₁₂和LiNiO₂中的一种或几种。

优选的，所述可脱嵌锂离子的化合物的粒径为5nm～50μm。

优选的，所述基层由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、纤维素和聚偏氟乙烯中的一种或几种组成。

优选的，所述第一陶瓷层的厚度为0.5～30μm。

优选的，所述第二陶瓷层的厚度为0.5～30μm。

优选的，所述基层的厚度为5～50μm。

本发明提供了一种陶瓷隔膜的制备方法，包括：

将可脱嵌锂离子的化合物涂布到基层表面，制备得到陶瓷隔膜。

本发明还提供了一种锂离子电池，其隔膜为上述权利要求所述的陶瓷隔膜或由上述权利要求所述的制备方法制备得到的陶瓷隔膜。