[发明专利]一种具有膜电极结构的锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于，在锂离子电池的电极表面涂覆无机涂层形成无机隔膜，锂离子电池的电极与无机隔膜为一体化单元的膜电极结构，无机隔膜厚度为5～80μm。

2.按照权利要求1所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于，所述的无机涂层所用涂膜浆料是含有无机粒子和粘合剂的混合物；无机涂层所用涂膜浆料由以下质量份的原料组成：1000～10000质量份溶剂、2～400质量份增稠剂、10～800质量份无机粒子、1～1000质量份粘合剂；其中，

所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上任意比例混合物；

所述的增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠中的一种或两种以上任意比例混合物；

所述的无机粒子具有良好的热、机械强度和电解液浸润性；所述的无机粒子包括NaA沸石、MFI沸石、Y型沸石、MCM-41沸石、三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁中的一种或两种以上任意比例混合物；所述的无机粒子粒径范围为0.05～10.0μm；

所述的粘合剂包括硅溶胶、钛溶胶、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液、丁苯橡胶乳液、具有粘性的高分子材料中的一种或两种以上任意比例混合物。

3.根据权利要求2所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于：所述的无机涂层所用涂膜浆料中，无机粒子的质量浓度为2wt%～60wt%。

4.根据权利要求2所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于：所述的无机涂层所用涂膜浆料中，增稠剂的质量浓度为0.2wt%～15wt%。

5.根据权利要求2所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于：所述的无机涂层所用涂膜浆料中，粘合剂与无机粒子的质量比为(0.1～1):1。

6.根据权利要求1所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于：所述的锂离子电池的正极或负极涂覆无机涂层；或者，锂离子电池的正极和负极同时涂覆无机涂层。

7.根据权利要求6所述的具有膜电极结构的锂离子电池，其特征在于：所述的锂离子电池的正极包括片状、网状集流体以及活性物质，所述的锂离子电池的负极包括片状、网状集流体以及活性物质，或一定规格的锂片。

8.一种权利要求1-7之一所述的具有膜电极结构的锂离子电池的制备方法，包括锂离子电池正极极片、负极极片的制备、极片表面涂覆无机涂层、装配电池，其特征在于：采用喷涂法、刮涂法、流延法、辊涂法中的任意一种或两种以上共用，在锂离子电池的电极表面涂覆有无机涂层形成无机隔膜，锂离子电池的电极与无机隔膜为一体化单元的膜电极结构，无机隔膜厚度为5～80μm。

9.根据权利要求8所述的具有膜电极结构的锂离子电池的制备方法，其特征在于：在锂离子电池极片表面无机涂层的制备过程中，保持锂离子电池极片恒温，温度范围为100℃～180℃。

10.根据权利要求8所述的具有膜电极结构的锂离子电池的制备方法，其特征在于：锂离子电池极片涂覆无机涂层后，在100℃～200℃条件下干燥0.5h～6h，最后采用10N/cm²～1000N/cm²的压力对膜电极进行压制，至电极与无机隔膜为一体化单元。