[发明专利]一种锂离子电池陶瓷涂布隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池陶瓷涂布隔膜及其制备方法，包括基膜和陶瓷涂布层，将nm‑AL2O3粉末导入甲醇中，超声分散0.8h‑1.2h，加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后，静置2h‑4h；离心分离，并用去离子水反复冲洗，获得nm‑N‑AL2O3；将μm‑AL2O3粉末混入去离子水和羧甲基聚阴离子纤维素钠混合溶液中，混合均匀，研磨0.8h‑1.2h，之后，向其中加入nm‑N‑AL2O3，搅拌均匀，并边搅拌边依次加入胶黏剂和表面活性剂，获得浆料备用；将制得的浆料涂覆在聚乙烯隔膜表面，经过60℃烘箱，持续5min，挥发掉水溶剂，获得锂离子电池陶瓷涂布隔膜。本发明将nm‑AL2O3颗粒进行表面修饰氨基抑制HF的产生，nm‑AL2O3颗粒可提到电解液的保液率，并可吸收电解液中微量的水，提高锂离子电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，特别是涉及一种锂离子电池陶瓷涂布隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，目前商用化的隔膜为高强度的聚烯烃多孔膜。对于锂离子电池，电解液为有机溶剂体系，要求隔膜材料耐有机溶剂并对电解液有良好的润湿性。聚烯烃材料本身对电解液的润湿性较差，通过在隔膜表面涂覆有机或无机材料的方式可以增强隔膜的表面润湿性，并且可以提高隔膜的耐热性能。

目前，在锂离子电池生产过程中，通过严格控制各生产原材料的含水量及生产环境湿度来降低锂离子电池中水含量，但仍无法避免混入少量的水，在使用过程中，特别是电池温度升高的情况下，由于水解作用，微量水的存在会造成电解质中锂盐的分解，产生HF，破坏电极，造成电池内阻上升并降低锂离子电池的循环性能。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种锂离子电池陶瓷涂布隔膜及其制备方法，本发明的锂离子电池陶瓷涂布隔膜，将nm-AL2O3颗粒进行表面修饰氨基抑制HF的产生，nm-AL2O3颗粒可提到电解液的保液率，并可吸收电解液中微量的水，提高锂离子电池的循环性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锂离子电池陶瓷涂布隔膜，包括基膜和陶瓷涂布层，所述陶瓷涂布层涂覆于所述基膜的单面或双面，所述陶瓷涂布层包括以下原料：nm-AL2O3(纳米氧化铝)、μm-AL2O3(微米氧化铝)、硅烷偶联剂、分散剂、胶黏剂、表面活性剂、悬浮稳定剂和去离子水。

本发明采用等量的nm-AL2O3和μm-AL2O3为原料制备陶瓷涂布层浆料，可有效的防止nm-AL2O3堵塞微孔，降低隔膜透气度，同时加入μm-AL2O3可提高隔膜的耐热性，另外，nm-AL2O3较μm-AL2O3有更高的比表面积，吸液率更高，可保证隔膜优异的综合性能。此外，本发明将nm-AL2O3颗粒进行表面修饰氨基抑制HF的产生，nm-AL2O3颗粒可提到电解液的保液率，并可吸收电解液中微量的水杂质，氨化后可分解由于电解质分解产生的HF，提高锂离子电池的循环性能。

优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，且3-氨丙基三乙氧基硅烷与nm-AL2O3的重量比为：

3-氨丙基三乙氧基硅烷：nm-AL2O3＝0.5-1.5：1。

优选的，所述基膜为湿法双向拉伸的聚乙烯隔膜，且该聚乙烯隔膜的孔隙率为50％，孔径为50μm-100μm。

优选的，所述nm-AL2O3的粒径为50nm-100nm。

优选的，所述μm-AL2O3的粒径为50μm-100μm。