[发明专利]锂电池陶瓷隔膜用易分散氧化铝及其制备方法

说明书

本发明具体涉及一种锂电池陶瓷隔膜用易分散氧化铝及其制备方法。所述锂电池陶瓷隔膜用易分散氧化铝由质量分数为99.4％～99.7％的氧化铝和质量分数为0.3％～0.6％的分散剂组成；所述氧化铝中Al₂O₃的含量为99.0％～99.9％，粒径分布为D₅₀粒径为0.8～1.2μm，且满足D₁₀≥0.3μm，D₉₀≤3μm，D₉₉≤8μm；所述氧化铝中磁性物质占其总重量的比例小于1ppm。本发明还提供了易分散氧化铝的制备方法，该制备方法简单，原料α‑氧化铝的纯度低，具有一定的成本优势，制备所得的氧化铝具有磁性物质含量低、粒径适中、粒度分布范围窄、比表面积适中等特点，经分散剂改性后，在使用过程中具有良好的分散性能，更有利于陶瓷隔膜涂覆前浆料的配制与涂覆使用。

技术领域

本发明具体涉及一种锂电池陶瓷隔膜用易分散氧化铝及其制备方法。

背景技术

近年来由于能源消耗及环境污染问题的出现，大容量锂离子电池已作为主要动力电源而广泛应用在纯电池及混合动力汽车上，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。

根据中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，纯电动和插电式混合动力车，2030年新能源汽车保有量大于8000万辆，当年新能源汽车销售量站汽车总销售量的40％～50％。随着新能源汽车销量增长，车用电池作为核心零部件也得到快速增长。

锂电池电池隔膜与电解液、正极材料、负极材料一起，是构成锂离子电池的重要组成部分。

当前使用的电池隔膜多为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，高温下隔膜的热收缩引起正负极片接触，带来局部迅速放热，以至于巨大的安全隐患。同时聚烯烃类隔膜对极性电解液的浸润性较差、离子电导率、耐穿刺性能较差，这些缺陷已成为锂电池高性能化过程中亟待克服的困难。

锂电池隔膜经过陶瓷涂覆后，首先是提高了隔膜的热稳定性，在高温180℃形体保持仍然良好，可避免隔膜收缩造成内部短路，使电池安全性显著提升；其次是提高了隔膜对电解液的浸润性，有利于电池内阻降低、放电功率提升；再有就是阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高电压正极的操作以及延长电池循环寿命。氧化铝陶瓷粉作为一种无机物，具有很高的热稳定性及化学惰性，是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。经过特殊工艺处理，和基体粘接紧密。显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性。陶瓷涂覆特种隔膜特别适用于动力电池。

当前的目标主要集中于提升隔膜的安全性及离子电导率。安全性的提升，主要依赖于热稳定性的提高，而离子电导率的提高，则依赖于隔膜对电解液润湿性能的提升，可通过表面改性、涂覆、开发新材料体系、采用新加工工艺等方式实现。

CN 102522557 A公开了一种应用于锂离子子电池的高纯超细易分散氧化铝的制备方法。其特点是:采用表面修饰、物理处理相结合的方法制备了应用于锂离子电池电极或隔膜涂层、电极材料包覆的高纯超细易分散氧化铝，以纯度为99.99％的高纯α-氧化铝为主要原料，加入占高纯氧化铝质量0.01-2.00％的分散剂进行表面修饰，混合均匀；然后对该粉体进行粉碎，使粉体D₅₀达到0.30-1.00μm；继而将粉碎后的粉体分散于去离子水中，固含量10-50％，搅拌均匀，静置2h以上，除去底部沉积的大颗粒，将剩余浆料在烘箱中烘干，得到D₅₀≤1.00μm，比表面积为4.0-8.0m²/g，振实密度为0.50-0.90g/cm³的超细氧化铝粉体。该方法采用高纯氧化铝制备，具有成本高的特点；同时生产过程中添加分散剂进行表面修饰，不利于后续产品中分散剂比例的控制，对后续应用存在影响。