[发明专利]一种高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜及其制备方法，所述锂离子电池隔膜包括基膜和涂覆层，所述涂覆层通过分步辊涂于基膜两侧，所述基膜为聚烯烃基膜，所述涂覆层所需材料包括，以质量百分比计：Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线20‑40％、分散剂0.2‑0.6％、增稠剂0.4‑0.7％、粘结剂0.5‑1％、润湿剂0.05‑0.2％，其余为水，包括以下步骤：S1：制备MgO纳米线；S2：制备Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线，S3：将Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线和助剂混合，制成涂覆浆料；S4：将涂覆浆料涂于聚烯烃基膜两侧，烘烤、收卷，即为高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜，本申请制备的锂离子电池隔膜具有优异的阻燃性、润湿性、电化学性能，吸液率和保液率，制备方法安全可靠。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体为一种高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

随着社会对能源需求量快速增长和传统不可再生能源的日益枯竭，新能源行业发展受到全世界的关注。其中，以锂离子电池为代表的具有高能量密度的二次电池作为能量储存和转换关键器件而被广泛应用。随着电池能量越来越高，循环次数越来越多，同样也对电池的安全性能提出了更高的要求，而隔膜作为锂离子电池的主要组成部件之一对电池的安全性能起重要作用。

隔膜位于正极、负极之间，主要作用是隔开正负极，避免电池内短路，同时提供锂离子通道，在电池充放电过程中，使锂离子通过。聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜机械强度低，抗穿刺能力差，易被刺穿造成电池正负极接触短路，形成热失控；另外，聚烯烃材料熔点很低，在电池存在热失控时隔膜容易发生破膜而导致热失控更加严重，从而导致电池燃烧甚至爆炸。目前市场主要提供耐高温的陶瓷涂层隔膜，可以延迟隔膜闭孔至150℃，但是150℃的闭孔温度不能完全避免锂电池在高温下短路及其引发的自燃，因此，需要进一步提高隔膜的耐热性能，减少隔膜的破膜风险从而提高电池的安全性。因此，为了更好的发展锂电新能源，提高电池隔膜机械性能和阻燃性能的需求是十分迫切的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜及其制备方法，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：

所述锂离子电池隔膜包括基膜和涂覆层，所述涂覆层通过分步辊涂于基膜两侧。

进一步地，所述基膜为聚烯烃基膜，所述涂覆层所需材料包括，以质量百分比计：Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线20-40％、分散剂0.2-0.6％、增稠剂0.4-0.7％、粘结剂0.5-1％、润湿剂0.05-0.2％，其余为水。

进一步地，所述分散剂为水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠、聚乙二醇甲基戊醇中的一种或多种，所述增稠剂为羟甲基丙烯酸钠，所述粘接剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯丙烯酸酯、水性聚丙烯酸酯中的一种或多种，所述润湿剂为单硬脂酸甘油酯、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步地，包括以下步骤：

S1：将硫酸镁、尿素和水通过混合、抽滤、洗涤、干燥、煅烧制成MgO纳米线；

S2：将MgO纳米线与水反应生成Mg(OH)₂，制成Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线；

S3：将Mg(OH)₂包覆的MgO纳米线与分散剂、增稠剂、粘结剂、水和润湿剂，混合，除铁，制成涂覆浆料；

S4：将涂覆浆料涂布于聚烯烃基膜两侧，即为高阻燃和高机械强度的锂离子电池隔膜。

进一步地，包括以下步骤：