[发明专利]一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜及其制备方法、陶瓷涂层

说明书

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜及其制备方法、陶瓷涂层。其中一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜包括：基材和位于基材表面的陶瓷涂层；其中所述陶瓷涂层与基材形成一体化结构。可以较好的抑制隔膜收缩，同时陶瓷与陶瓷、陶瓷与基材之间具有非常高的粘结性能，可以保证在锂电池内部，隔膜涂层不会脱落，进而保证了锂电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜及其制备方法、陶瓷涂层。

背景技术

由于锂电池的高容量、高倍率特性等因素，锂电池得到了巨大的发展，越来越多的企业加入到锂电池的发展浪潮中来，锂电池按照功能组件分，主要包含以下几种：正极、负极、隔膜、电解液。其中隔膜在电池中不仅起到隔绝正、负极作用，同时也对锂电池的容量、安全性、倍率特性的起到决定性的作用。所以对于锂电池隔膜的研究，可以大幅改善目前锂电池存在的问题。

对于目前的锂电池隔膜，主要的基材还是PE或PP。由于PE和PP本身的材料特性，决定了基材本身的物化特性，例如：高温时PE、PP会收缩严重变形，因此目前市场普遍采用的方式是在基材表面涂覆一层常规陶瓷涂层，利用涂层来抑制基材的收缩，进而保证在电池受热时，隔膜依然可以起到阻挡正负极接触造成电池短路的风险。但目前涂层之间、涂层和基材之间主要依靠粘结剂的氢键、分子间作用力粘结在一起，在更高的温度下，由于粘结剂的交联度不够，与基材之间支撑性能降低，导致在高温时，隔膜热收缩依然较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜及其制备方法、陶瓷涂层。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜，包括：基材和位于基材表面的陶瓷涂层；其中所述陶瓷涂层与基材形成一体化结构。

进一步，所述陶瓷涂层包括以下质量份数的原料：陶瓷粉体：5-90份；粘结剂：0.1-20份；分散剂：0.01-20份；润湿剂：0.001-10份；以及交联引发剂：0.01-80份。

进一步，所述交联引发剂的结构分子式为其中

R为C原子数为1-20的高分子结构。

进一步，所述陶瓷粉体包括：氧化铝、氧化锆、氧化钛、勃姆石、硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝、硫化钡、硫化硅中的一种或多种混合；以及所述陶瓷粉体的粒径为0.01μm-20μm。

进一步，所述粘结剂包括：聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈类共聚物、丙烯酸与丙烯腈的共聚物中的一种或多种组合。

进一步，所述分散剂包括：羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚环氧乙烷、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合。

进一步，所述润湿剂包括：聚醚改性有机硅类、多元醇类、氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯与聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或几种混合。

进一步，所述基膜包括：聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、PI隔膜中的任一种；以及所述基膜厚度为2μm-50μm。

又一方面，本发明还提供了一种陶瓷涂层，包括以下质量份数的原料：陶瓷粉体：5-90份；粘结剂：0.1-20份；分散剂：0.01-20份；润湿剂：0.001-10份；以及交联引发剂：0.01-80份。

另一方面，本发明还提供了一种一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜的制备方法，包括：制备陶瓷浆料，即将分散剂、陶瓷粉体、粘结剂、交联引发剂、润湿剂混合均匀；涂覆陶瓷浆料，即在基材表面涂覆陶瓷浆料，形成陶瓷涂层；烘干；以及光辐照，得到一体化陶瓷涂覆锂电池隔膜。