[发明专利]一种锂离子电池用隔膜及其制备方法和锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种锂离子电池用隔膜及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

近年来，随着数码产品对体积和续航要求的不断提高以及电动汽车的快速发展，传统化学电源如铅蓄电池、镍氢电池和镍镉电池已经无法满足需求。锂离子电池由于其工作电压高，循环寿命长，能量密度大而被广泛使用并逐渐代替了传统化学电源。锂离子电池是由正极、负极、隔膜和电解液四大关键部分组成，其中，隔膜本身的性质会很大程度上影响到锂离子电池的性能如循环寿命、倍率性能和安全性。

目前广泛使用的隔膜的材质为聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯等。聚烯烃隔膜存在的问题包括：隔膜与电解液的浸润性较差，隔膜不能很好的与电解液浸润，影响电池的循环和倍率性能。此外，聚烯烃隔膜的热稳定性也较差，聚乙烯隔膜的熔点仅为130℃左右，而聚丙烯为160℃左右，电解液又为易燃的有机溶剂，当电池在高温或者局部短路放热等极端情况下，隔膜受热收缩导致正负极大面积接触短路并放出热量，从而引发电池的燃烧和爆炸。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，用于解决现有锂离子电池用隔膜与电解液的浸润性差、安全性低的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种锂离子电池用隔膜，包括：含卤素元素的聚合物基体和锑氧化物粒子；

所述含卤素元素的聚合物基体上涂覆有所述锑氧化物粒子。

优选的，所述锑氧化物粒子的质量百分比为1％～50％。

优选的，所述含卤素元素的聚合物基体包括聚偏氟乙烯基体、聚四氟乙烯基体、聚氯乙烯基体、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基体、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物基体、氯化聚乙烯基体和氯化聚丙烯基体中的一种或多种。

优选的，所述锑氧化物粒子包括三氧化二锑、五氧化二锑和氯氧化锑中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述技术方案所述锂离子电池用隔膜的制备方法，包括：

a)将粘结剂与溶剂混合后加入锑氧化物粒子形成浆料；

b)将所述浆料涂覆于所述含卤素元素的聚合物基体上，得到锂离子电池用隔膜。

优选的，所述锑氧化物粒子与所述粘结剂的质量比为1～49：1。

优选的，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯、聚乙烯醇、丁苯橡胶和羧甲基纤维素的一种或多种；

所述溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、丙酮、乙醇和水的一种或多种。

优选的，所述涂覆为喷涂法涂覆或延流法涂覆。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括隔膜和电解液，所述隔膜为上述技术方案所述锂离子电池用隔膜或上述技术方案的制备方法制备的锂离子电池用隔膜。

进一步的，还包括：阻燃添加剂；

所述阻燃剂添加剂添加于所述电解液中。

综上所述，本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，包括：含卤素元素的聚合物基体和锑氧化物粒子；所述含卤素元素的聚合物基体上涂覆有所述锑氧化物粒子。本发明锂离子电池用隔膜使用了含卤素元素的聚合物基体，并在含卤素元素的聚合物基体的表面涂覆锑氧化物粒子。性能测试表明，该锂离子电池用隔膜热稳定性强、吸液率高、离子导电率高、自熄灭时间短，能够解决现有锂离子电池用隔膜与电解液的浸润性差、安全性低等问题。

具体实施方式

本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，用于解决现有锂离子电池用隔膜与电解液的浸润性差、安全性低的问题。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种锂离子电池用隔膜，包括：含卤素元素的聚合物基体和锑氧化物粒子；

含卤素元素的聚合物基体上涂覆有锑氧化物粒子。

本发明中，锑氧化物粒子的质量百分比为1％～50％，锑氧化物粒子的质量百分比更优选为10％～30％。

本发明中，含卤素元素的聚合物基体包括聚偏氟乙烯基体、聚四氟乙烯基体、聚氯乙烯基体、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基体、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物基体、氯化聚乙烯基体和氯化聚丙烯基体中的一种或多种。

本发明中，含卤素元素的聚合物基体为电纺或无纺布聚合物，含卤素元素的聚合物基体的厚度为5～200μm，孔隙率为30％～90％。含卤素元素的聚合物基体为自制或市售。