[发明专利]一种富锂锂电池涂覆隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富锂锂电池涂覆隔膜及其制备方法。富锂锂电池涂覆隔膜主要由基材和基材表面的涂覆层构成。涂覆层的浆料由纤维素锂0.5‑10份、聚偏氟乙烯或陶瓷粉体15‑60份、粘结剂1‑10份组成。富锂锂电池涂覆隔膜的制备方法为(1)将纤维素、氢氧化锂、一氯醋酸、溶剂混合，一定温度下反应，生成纤维素锂；(2)纤维素锂、聚偏氟乙烯、粘结剂共混，得到浆料；(3)取基材，将其正、反两面经高压电晕，用浆料均匀涂布在基材表面，烘干，制得富锂锂电池涂覆隔膜。本发明制备的富锂锂电池涂覆隔膜不仅有效形成可自由移动的游离态锂离子，极大提高了隔膜的补锂范围和补锂功能；同时避免了隔膜涂层脱落的问题，使得锂电池稳定性、安全性提高。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体为一种富锂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，由于电池在使用过程中，锂离子会不断的在正负极和各种中形成锂枝晶及SEI膜，导致锂电池的容量不断的降低。

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，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。同时为了隔膜有补锂功能，普遍在陶瓷涂层中增加锂陶瓷粉体，虽然在陶瓷粉体中，添加了富锂陶瓷粉体，但锂离子在陶瓷粉体中无法有效的移动，形成可以在电解液中自由移动的锂离子。所以，虽然添加了富锂陶瓷，但对电池的补锂功能有限；同时富锂陶瓷粉体无法在陶瓷粉体中分散的均匀一致，导致富锂陶瓷隔膜的锂离子补充位置不均一，可能在不断的使用过程中，形成锂枝晶，影响锂电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富锂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：一种富锂锂电池涂覆隔膜，包括基材，基材表面有浆料涂布形成的涂覆层。

进一步的；所述浆料由以下原料制得，按重量份数计，纤维素锂0.5-10份、聚偏氟乙烯15-60份、粘结剂1-10份；

所述浆料还可以由以下原料制得，按重量份数计，纤维素锂0.5-10份、陶瓷粉体15-60份、粘结剂1-10份。

进一步的；所述纤维素锂各原料组分如下，按百分数计，纤维素1-20％、氢氧化锂5-30％、一氯醋酸10-20％、其余为溶剂。

进一步的：所述纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或多种；且纤维素的分子量是5万-10万。

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。

进一步的；所述聚偏氟乙烯为偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物或偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物；

进一步的；所述聚偏氟乙烯中偏二氟乙烯与三氟乙烯的摩尔比为1:1-7:3；所述聚偏氟乙烯中偏二氟乙烯与四氟乙烯的摩尔比为1:1-7:3；且聚偏氟乙烯的分子量为10万-100万，聚偏氟乙烯的结晶度为30-80％。

进一步的；所述基材正、反两面经过高压电晕；电晕的电流值为1-5A；所述基材为陶瓷涂覆隔膜、聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、PI隔膜、聚丙烯隔膜中的一种或多种，优选为陶瓷涂覆隔膜或聚烯烃隔膜；所述基材孔隙率为30-60％。

本方案，利用1-5A高压电流对基材表面进行高压电晕处理，使基材表面的分子结构上形成CH₃-化学键，该化学键增强了基材表面的极性，可增强涂层与基材的粘结力，从而避免涂层脱落，增强了电池的稳定性能。