[发明专利]一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法。复合型锂离子电池隔膜由基材层和设置在基材层表面的无机/有机复合多孔膜层构成，基材层为聚烯烃多孔膜；无机/有机复合多孔膜层为含有无机纳米粒子和水性粘结剂的复合层。复合型锂离子电池隔膜的制备方法为：将无机水性分散液、有机水性分散液以及表面活性剂加入去离子水中搅拌混合均匀，制得涂料；将基材层浸润到配置好的涂料中，进行提拉涂布后，室温干燥后真空烘干燥，制得复合型锂离子电池隔膜。本发明针对隔膜安全能不稳定的问题，在其表面固化形成有机无机均匀杂化的多孔薄膜，实现隔膜的热稳定性、锂离子电池的安全性和耐化学腐蚀性的提高。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜领域，具体涉及一种复合型锂离子电池隔膜及 其制备方法。

背景技术

锂离子电池被认为是高容量、大功率电池的理想之选。为了满足不断增长 的应用需求，锂离子电池应该同时具备循环稳定性能好，可逆容量高，快速充 放电等电化学性能，随着锂离子电池的大规模的应用，其安全问题也日益凸显。

隔膜是锂离子电池中的关键部分，介于电池的正极与负极之间，避免两电 极的物理接触，同时保持自由离子的传输。隔膜主要由聚合物膜或无纺布膜组 成，且具有丰富的孔道结构。隔膜需要具备足够的孔隙率、润湿性、持液性、 机械强度、热稳定性，并且在组成电池后具备优良的离子电导率、锂离子迁移 数、电化学稳定性、倍率及充放电循环性能。然而，电池中隔膜的存在占用了 电池内部本就不多的有限空间，这对锂离子电池的各项性能都会产生不利的影 响。有鉴于此，合适的隔膜对于锂离子电池的综合性能起到至关重要的作用。

对于高能量密度的电池，要求隔膜的厚度足够薄且孔道结构既丰富又均一， 同时还需要保持一定的机械强度，防止负极产生的锂枝晶刺穿隔膜，与正极接 触导致短路。还要求隔膜具有一定的热稳定性，能够在锂离子电池过热时关闭 孔道结构，且不发生尺寸收缩发生形变，以隔开正负极防止短路。因此，涉及 一款热稳定性好，安全性能高的锂离子电池隔膜式目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涂层厚度均一性好、能避免隔膜热变形、能改 善隔膜对电解质溶液润湿性的水性涂层锂离子电池隔膜材料。本发明针对聚烯 烃隔膜安全能不稳定的问题，在其表面固化形成有机无机均匀杂化的多孔薄膜， 实现隔膜的热稳定性、锂离子电池的安全性和耐化学腐蚀性的提高。同时，本 发明的制备方法均采用水性溶剂，取代传统的有机溶剂，具有安全、绿色、环 保的特点；本发明对提高锂离子电池的安全性及使用寿命，推动我国绿色动力 能源的发展，具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合型锂离子电池隔膜，由基材层和设置在基材层表面的无机/有机复 合多孔膜层构成，所述基材层为聚烯烃多孔膜；所述无机/有机复合多孔膜层为 含有无机纳米粒子和水性粘结剂的复合层，所述无机/有机复合多孔膜层在基材 层单侧的厚度为1-4um。

作为上述实施例的进一步改进，所述聚烯烃多孔膜为聚乙烯多孔薄膜、聚 丙烯多孔薄膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合多孔薄膜中的一种，所述聚烯烃多孔 膜的厚度为7-16μm。