[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池隔膜，由隔膜基膜、由补锂材料包覆的沸石颗粒、PTC母体树脂、粘合剂组成，其中PTC母体树脂为第一有机层，补锂材料包覆的沸石颗粒为第二无机层；本发明的补锂材料包覆的沸石颗粒中沸石拥有高化学稳定性，大幅度提高隔膜的耐热性，且作为补锂材料的基体，能够提供补锂材料的成核位点，调控补锂材料的形貌与颗粒大小，使得补锂材料能够以纳米颗粒的形式在沸石颗粒上均匀分布，并增加化成过程中补锂的反应位点，使得结构更加稳定。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

作为一种高效的能源存储技术，锂离子电池在过去数十年里取得了快速发展，但提高锂离子电池的安全性和能量密度一直是锂离子电池发展的关键。在首次充放电时，负极石墨上会形成SEI膜，导致锂离子电池能量密度降低。而锂离子电池的热失控也存在一定的安全问题。

发明内容

本发明提供了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，通过将由补锂材料包覆的沸石颗粒、PTC母体树脂作为隔膜的涂覆层，改善现在锂离子电池用隔膜存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池隔膜，由隔膜基膜、由补锂材料包覆的沸石颗粒、PTC母体树脂、粘合剂组成，其中PTC母体树脂为第一有机层，补锂材料包覆的沸石颗粒为第二无机层。

进一步地，所述的隔膜基膜选自干法单拉隔膜、干法双拉隔膜、湿法隔膜中的任意一种。

进一步地，所述隔膜基膜为单层或双层隔膜。

进一步地，所述补锂材料包覆的沸石颗粒中沸石为NaA型沸石，其沸石粒径D₅₀范围为50-3000nm。

进一步地，所述补锂材料包覆的沸石颗粒中补锂材料为纳米颗粒，用于正极预嵌锂，为二元或多元锂化合物（包括：Li₂MnO₃、LiMnO₂、Li₂FeSiO₄、Li₂CoSiO₄、Li₂MnSiO₄等）

进一步地，所述PTC母体树脂可以为高密度聚乙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯蜡、聚苯胺、聚苯硫醚。

进一步地，所述粘合剂包括羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种。

上述锂离子电池隔膜的制备方法包括以下步骤：

（1）将PTC母体树脂加入到含有或不含有分散剂的溶剂中，通过球磨、搅拌或超声进行分散，再加入粘合剂，制成第一有机层涂膜浆料，最后通过喷涂、刮涂、浸渍提拉或辊涂法，涂布在隔膜基膜之上，烘干后备用；

（2）将沸石加入到含有或不含有分散剂的溶剂中，通过球磨、搅拌或超声进行分散，然后加入补锂材料，进行反应得到含补锂材料包覆的沸石颗粒的分散液；

（3）再向步骤（2）中的分散液中加入粘合剂，制成第二无机层涂膜浆料，通过喷涂、刮涂、浸渍提拉或辊涂法，涂布在步骤（1）烘干的隔膜基膜之上，经烘干得到锂离子电池隔膜。

进一步地，步骤（1）所述粘合剂占第一有机层涂膜浆料中所有固体含量的1wt%-15wt%，步骤（3）所述粘合剂占第二无机层涂膜浆料中所有固体含量的1wt%-15wt%。

本发明的有益效果：