[发明专利]超低含水量的涂覆隔膜及其制备方法、陶瓷涂层、锂电池

说明书

本发明属于隔膜技术领域，具体涉及一种超低含水量的涂覆隔膜及其制备方法、陶瓷涂层、锂电池；其中所述超低含水量的涂覆隔膜包括：基膜和涂覆在基膜表面的陶瓷涂层；所述陶瓷涂层包括：陶瓷粉体、高分子有机物、引发剂、分散剂；以及在催化作用下，所述引发剂将高分子有机物与基膜交联在一起；本发明超低含水量的涂覆隔膜通过引入引发剂，导致基膜本身内部也发生了一定的交联，交联后的基膜本身的耐高温性能也有一定的提升；同时由于引入引发剂，导致涂覆隔膜结构一体化，降低了陶瓷涂层在电极内部的溶胀，在锂电池内部不会因陶瓷涂层脱落而影响到锂电池的各项性能；且引入引发剂，使涂覆后的隔膜孔隙率更高，同时大幅降低了涂覆隔膜的含水量。

技术领域

本发明属于隔膜技术领域，具体涉及一种超低含水量的涂覆隔膜及其制备方法、陶瓷涂层、锂电池。

背景技术

由于锂电池具有较好的二次循环特性，高的能力密度，被广泛应用在移动通信、储能、电动汽车等领域。

锂电池中四大材料包括：正极、负极、隔膜、电解液。其中隔膜对锂电池性能和安全性起到关键性的作用。隔膜的孔隙率决定着锂电池的容量、充放电特性等，隔膜的热关断和尺寸稳定性，决定着锂电池的安全性能。

目前行业内使用较多的隔膜是PE隔膜、PP隔膜、无纺布隔膜，由于本身材料的化学特性，导致隔膜本身的高温稳定性能不足，影响到锂电池的安全性能。

目前为解决上述问题，采用较多的是，在锂电池隔膜表面涂覆陶瓷涂层，来达到抑制隔膜高温收缩的特性，提高电池的安全性能。由于目前陶瓷浆料的工艺复杂，需要添加粘结剂等助剂，使陶瓷和基膜粘结在一起。但这些助剂具有一定的成膜性能，会在隔膜表面干燥后成膜，影响到隔膜的透气性能和整体的孔隙率。同时由于粘结剂具有较高的极性，会不断从空气中吸收水分，导致隔膜的含水量较高，从而对电池的性能造成影响，同时粘结剂具有一定的溶胀作用，在电解液中长期浸泡后，会有尺寸变化，影响电池长期循环特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种超低含水量的涂覆隔膜及其制备方法、陶瓷涂层、锂电池。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超低含水量的涂覆隔膜，包括：基膜和涂覆在基膜表面的陶瓷涂层；所述陶瓷涂层包括：陶瓷粉体、高分子有机物、引发剂、分散剂；以及在催化作用下，所述引发剂将高分子有机物与基膜交联在一起。

进一步，所述引发剂的结构式为：

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。

进一步，所述高分子有机物包括：羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素铵、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸脂类、丙烯腈类共聚物、聚偏氟乙烯中的一种或多种混合。

进一步，所述分散剂为：聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚环氧乙烷中的一种或多种混合。

又一方面，本发明还提供了一种超低含水量的涂覆隔膜的制备方法，包括：制备陶瓷浆料；将陶瓷浆料涂覆在基膜表面；以及对涂覆有陶瓷浆料的基膜进行催化作用。

进一步，制备陶瓷浆料的方法包括：将陶瓷粉体加入水中，高速搅拌分散后，加入高分子有机物进行搅拌钩结包覆，高速搅拌后，加入分散剂，搅拌分散，再加入引发剂，搅拌分散均匀后，得到具有高分子包覆的陶瓷浆料。

进一步，对涂覆有陶瓷浆料的基膜进行催化作用的方法包括：通过高温、紫外照射、电子束或光照作用后，引发剂将高分子有机物与基膜交联在一起。

第三方面，本发明还提供了一种陶瓷涂层，包括：20-80重量份的陶瓷粉体、0.1-15重量份的高分子有机物、0.1-30重量份的引发剂和0.1-15重量份的分散剂。