[发明专利]一种耐高温、高透气性锂电池涂覆隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温、高透气性锂电池涂覆隔膜及其制备方法。锂电池涂覆隔膜包括基膜，基膜表面有改性陶瓷浆料涂布形成的涂覆层。其制备方法为(1)用酸蚀剂对陶瓷粉改性，制得表面有凹凸空穴的改性陶瓷粉体；(2)将多维结构的架构剂、改性陶瓷粉体、粘结剂共混，得到改性陶瓷浆料；(3)在基膜表面涂布改性陶瓷浆料，烘干得到锂电池涂覆隔膜。其中多维结构的架构剂和表面凹凸的陶瓷粉体勾结，形成孔隙率较高的支撑结构，较高的孔隙率赋予隔膜优异的透气性和阻抗低的特点；高温软化温度高的粘结剂，可使隔膜更耐高温，保持尺寸不变形；该方案制备的锂电池涂覆隔膜具有耐高温、透气性优、阻抗低、安全性能强的特点。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜生产技术领域，具体为一种耐高温、高透气性锂电池涂覆隔膜及其制备方法。

背景技术

隔膜作为锂电池中的四大材料之一，在电池中承担着隔绝正负极，提供锂离子迁移的通道作用，随着行业的不断发展，锂电池生产厂家对隔膜的要求越来越高，其中比较关键指标为隔膜耐高温尺寸稳定性能，它决定着电池的安全性能。锂电池隔膜的主要材质为PE或PP，由于其材质本身的特性，在高温时便会软化，高温尺寸稳定性能较差，目前行业内普遍采用在隔膜表面涂覆一层陶瓷涂层的方式，来抑制隔膜基材的热收缩，从而达到隔膜高温尺寸稳定性能。

目前采用较多的是在基膜表面涂覆一层陶瓷涂层，但由于陶瓷涂层中陶瓷粉体的形貌问题，导致涂覆后隔膜的孔隙率降低，隔膜的透气值增加，影响了电池的充放电性能，增加了电池阻抗。同时由于陶瓷粉体表面比较光滑，无明显的凹凸点，无法有效的与其他助剂进行黏连，在涂覆后隔膜耐高温性能无法有效的发挥出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温、高透气性锂电池涂覆隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种耐高温、高透气性锂电池涂覆隔膜及其制备方法，所述锂电池涂覆隔膜包括基膜，基膜表面有改性陶瓷浆料涂布形成的涂覆层。

进一步的；所述改性陶瓷浆料主要由以下原料制得，按重量份数计，改性陶瓷粉体60～70份、粘结剂37～46份、架构剂25～32份。

进一步的；所述改性陶瓷粉体由陶瓷粉体与酸蚀剂反应制得；

进一步的；所述陶瓷粉末与酸蚀剂的质量比为1.6～19:1；

进一步的；所述酸蚀剂为醋酸、草酸、碳酸、次氯酸、氢硫酸、磷酸、硅酸中的一种或多种；进一步的；所述酸蚀剂的pH为5.0～7.0。

进一步的；所述粘结剂为聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇、乙烯～醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈类共聚物、丙烯酸和丙烯腈的共聚物、改性PMMA中的一种或多种；所述粘结剂高温软化温度＞150℃。

本技术方案中选用醋酸、草酸、碳酸等弱酸，弱酸酸蚀陶瓷粉体表面，可形成凹凸结构，拥有凹凸结构的陶瓷粉体更易与架构剂、粘结剂结合，提高膜的稳定性。本技术方案中选择了高温软化温度在150℃以上的粘结剂，而现有技术中通常选用高温软化温度为100℃的粘结剂仅仅起到粘结各组分的作用；而本方案中高温软化温度在150℃以上的粘结剂不仅起到粘结陶瓷粉体、架构剂的作用，还可以起到有效的支撑作用，对提高涂层的孔隙率有积极作用。

选用多维结构的纤维素作为架构剂，与表面凹凸的陶瓷粉体、粘结剂结合形成改性陶瓷浆料，在涂布后，多维结构的纤维素分子和粘结剂可将陶瓷粉体支撑起来，增大涂层的孔隙率，从而提高锂电池涂覆隔膜的透气性。

进一步的；所述架构剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维铵、羧乙基纤维素、羧丙基甲基纤维的一种或多种；

进一步的；所述架构剂的分子量为10万～100万。

进一步的；所述基膜为聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、PI隔膜中的一种或多种，优选的，基膜为聚烯烃隔膜；