[发明专利]多孔陶瓷隔膜浆料及其制备方法、电池隔膜及电池

说明书

本发明涉及一种多孔陶瓷隔膜浆料及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：用氢氟酸腐蚀陶瓷粉末得到多孔陶瓷粉末，陶瓷粉末由至少两种陶瓷材料制成；将多孔陶瓷粉末与盐酸或硝酸混合进行活化，得到活化多孔陶瓷粉末；用硅烷偶联剂对活化多孔陶瓷粉末的表面进行包覆，得到敏化多孔陶瓷粉末；将敏化多孔陶瓷粉末与粘结剂和有机溶剂混合，并搅拌均匀，得到多孔陶瓷隔膜浆料。本发明将由若干种陶瓷材料制备而成的陶瓷粉末通过氢氟酸进行侵蚀，利用氢氟酸对不同种类陶瓷材料的侵蚀速度差异而制成本身即为多孔结构的多孔陶瓷粉末，然后将该多孔陶瓷粉末经过活化、敏化等处理得到多孔陶瓷隔膜浆料，该多孔陶瓷隔膜浆料可显著提高电池的电性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种多孔陶瓷隔膜浆料及其制备方法、电池隔膜及电池。

背景技术

随着不可再生能源的匮乏和全社会对环境污染的控制，新能源的发展已成不可阻挡之势。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，已经广泛应用于电动汽车领域和储能领域。随着锂离子电池应用范围不断扩大，各行各业对锂离子电池的性能提出了更加严苛的要求，如电池容量的提升、电池循环寿命的增加以及电池安全性能的提升等。软包锂离子电池是目前应用于电动汽车领域的一种主要电池类型，软包锂离子电池中的电解液含量对电池的循环性能和倍率性能有很大影响，在一定程度上可以通过增加软包锂离子电池在制造过程中的保液量来提高电池的上述性能。但在目前的锂离子电池中除了极片和隔膜对电解液有吸附作用以外，游离的电解液均会在电池除气成型工序被抽离出电池内部，因此通过增加注入软包锂离子电池中电解液的量并不能有效提高保液量，而一般的隔膜对电解液的吸附作用很小，无法提高电池保液量。

发明内容

基于此，有必要提供一种可提高隔膜保液能力的多孔陶瓷隔膜浆料及其制备方法和应用。

一种多孔陶瓷隔膜浆料的制备方法，包括以下步骤：

用氢氟酸腐蚀陶瓷粉末得到多孔陶瓷粉末，所述陶瓷粉末由至少两种陶瓷材料制成；

将所述多孔陶瓷粉末与盐酸或硝酸混合进行活化，得到活化多孔陶瓷粉末；

用硅烷偶联剂对所述活化多孔陶瓷粉末进行包覆，得到敏化多孔陶瓷粉末；

将粘结剂和有机溶剂与所述敏化多孔陶瓷粉末混合，并搅拌均匀，得到所述多孔陶瓷隔膜浆料。

在其中一个实施例中，所述陶瓷粉末由勃姆石、氟金云母、氟磷灰石、氧化铝、氧化锆、氧化镁、莫来石、堇青石和钛酸铝中的至少两种制成。

在其中一个实施例中，所述陶瓷粉末由氟金云母、氧化铝、氟磷灰石和冰晶石制成。

在其中一个实施例中，所述氟金云母、氧化铝、氟磷灰石和冰晶石的质量比为(0.1～0.3):(7～10):(0.7～0.9):(0.05～0.2)。

在其中一个实施例中，所述腐蚀的步骤为：将所述陶瓷粉末于质量百分比为10％～15％的氢氟酸中放置0.5h～1h。

在其中一个实施例中，所述活化的步骤为：将所述多孔陶瓷粉末与3～7mol/L的盐酸溶液混合，并于90℃～100℃水浴3h～5h；所述包覆的步骤为：将乙醇溶液的pH值调节至3.0～6.5，然后加入硅烷偶联剂得到敏化溶液，将所述活化多孔陶瓷粉末与所述敏化溶液混合，并于50℃～60℃水浴5h～6h。

在其中一个实施例中，所述粘结剂为水性环氧树脂、水性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、多元丙烯酸类共聚物、共聚改性聚乙烯醇、水性有机硅树脂、聚偏氟乙烯、丁腈-聚氯乙烯共混物、聚丙烯和超高分子量聚乙烯中的一种或多种。

本发明还提供了一种多孔陶瓷隔膜浆料，根据上述制备方法制备得到。