[发明专利]一种高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜的制备方法，涉及锂离子电池技术领域，包括以下步骤：将氧化铝陶瓷粉体与氯硅烷、有机溶剂混合，搅拌水解至有机溶剂挥发完全，得到混合物；将混合物置于氨气气氛中进行热解处理，得到疏水改性的氧化铝陶瓷粉体；将疏水改性的氧化铝陶瓷粉体分散到水中，向其中加入聚乙烯吡咯烷酮和羟甲基纤维素钠，预分散，然后研磨处理，再向其中加入粘结剂，继续分散得待涂覆的陶瓷浆料；将陶瓷浆料涂覆在锂离子电池隔膜的表面，烘干，即得。本发明采用疏水改性的氧化铝陶瓷粉体作为锂离子电池隔膜陶瓷涂层材料，安全性高、耐热性、穿刺强度、保液性能优异，能够提高陶瓷隔膜的稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池因具有比能量大，质量轻，循环寿命好，自放电率低，无记忆效应及对环境友好等优点，广泛应用于国防工业、电动行业、空间技术等大型应用领域。锂离子电池主要由正、负极材料，电解液，隔膜，外壳组成，隔膜是锂离子电池的重要组成部分。锂离子电池隔膜的主要作用有：分隔正负极，防止两极接触短路，同时使锂离子在正负极之间迁移，完成充放电过程。根据不同的结构及组成，锂离子电池隔膜材料主要有：聚烯烃膜，无纺布，聚合物/无机复合隔膜等，商品化的锂离子电池隔膜主要为聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)微孔膜及聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层隔膜，然而这些基膜安全性不高，耐热性、穿刺强度、保液性等性能不佳，且机械操作性能不佳，不能显著改善锂离子电池的物理指标和电化学性能。近年来出现的氧化铝陶瓷涂覆隔膜可以显著增加隔膜的热收缩性能，进而提高隔膜的安全性能。但由于氧化铝的表面吸水问题导致了陶瓷涂覆隔膜的长时间放置吸水引起的稳定性问题。因此，需要开发一种新锂离子电池隔膜以满足锂离子电池隔膜的各项要求，包括：机械强度、稳定性、浸润性、生产可操作性等。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜的制备方法，能显著改善锂离子电池的电化学性能，且制备方法简单、环保，生产可操作性强。

本发明提出的一种高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氧化铝陶瓷粉体与氯硅烷、有机溶剂混合，搅拌水解至有机溶剂挥发完全，得到混合物；

S2、将混合物置于氨气气氛中进行热解处理，得到疏水改性的氧化铝陶瓷粉体；

S3、将疏水改性的氧化铝陶瓷粉体分散到水中，向其中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮和羟甲基纤维素钠，预分散，然后研磨处理，再向其中加入粘结剂，继续分散得待涂覆的陶瓷浆料；

S4、将陶瓷浆料涂覆在锂离子电池隔膜的表面，烘干，即得高稳定疏水陶瓷涂覆的锂离子电池隔膜。

优选地，所述S1中，氧化铝陶瓷粉体与氯硅烷、有机溶剂的质量体积体积比为1：(3-10)mL：(10-50)mL。

优选地，所述S1中，有机溶剂为正庚烷、环己烷、苯和甲苯中的一种或几种；优选地，所述氯硅烷为甲基二氯硅烷或二甲基二氯硅烷或其混合物。

优选地，所述S2中，热解处理的温度为300-800℃，时间为1-3h。

优选地，所述S3中，将疏水改性的氧化铝陶瓷粉体搅拌分散到水中，搅拌时间为0.5-1h。

优选地，所述S3中，向其中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮和羟甲基纤维素钠，采用分散机以500-1500r/min的转速预分散，然后研磨处理，再向其中加入粘结剂，采用分散机以500-1000r/min的转速继续分散得待涂覆的陶瓷浆料。

优选地，所述S3中，以疏水改性后的氧化铝陶瓷粉体的质量计，羟甲基纤维素钠的添加量为0.3-0.8％。