[发明专利]一种锂离子电池陶瓷隔膜和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的说，涉及一种锂离子电池陶瓷隔膜和制作方法。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度大，工作温度范围宽，放电平稳存储时间长，存储及循环使用时间长的有点，因此目前被广泛应用于电脑、汽车和手机等诸多电子技术领域。

目前，锂离子电池的正极和负极之间采用聚乙烯和聚丙烯等电子绝缘隔膜。这是由于聚烯烃具有多孔膜的结构，并且具有化学惰性，强度高、孔径可调等优点，便于锂离子在电池的正极和负极之间流动形成电流。

但现有聚烯烃隔膜存在一定程度的不足。首先，聚烯烃的熔点较低，聚乙烯的熔点为度，聚丙烯的熔点为度，这两种材料制成的多孔隔膜在度的时候会产生较大程度的收缩并进一步导致融化，造成锂离子电池正负极的短路并引起爆炸。

发明内容

本发明的目的为了解决上述问题，设计了一种锂离子电池陶瓷隔膜。

实现上述目的本发明采用的技术方案为，所述陶瓷隔膜是在聚乙烯膜表面至少一侧具有涂层；

涂层包括陶瓷颗粒、水性乳胶、水性分散剂、硅酸锆、增稠剂和成孔剂；

其中，按重量百分比计算陶瓷颗粒80-90％，水性乳胶0.1-1.5％，水性分散剂0.1-1％，硅酸锆1.5-2％以及增稠剂0.1-1.5％。

所述成孔剂选自矿物油、C_6-15烷烃、C_8-15脂族羧酸、C_8-15脂族羧酸C_1-4烷酯和C_2-6卤代烷烃。

进一步地，所述C_6-15烷烃选自萘烷、癸烷、十一烷、十二烷；所述C_8-15脂族羧酸选自庚烷、癸酸、十一碳酸、十二碳酸；所述C_8-15脂族羧酸C_1-4烷酯选自癸酸甲酯、癸酸乙酯、癸酸丙酯、癸酸正丁酯、十一碳酸甲酯、十一碳酸乙酯、十一碳酸丙酯、十一碳酸正丁酯、十二碳酸甲酯、十二碳酸乙酯、十二碳酸丙酯、十二碳酸正丁酯；所述C_2-6卤代烷烃选自二氯乙烷、二氯丙烷、氟氯乙烷、氟氯丙烷。

进一步地，聚乙烯为高密度聚乙烯。

进一步地，聚乙烯膜的重量为100份计，一般的含有1.2-16份抗氧化剂、较好的含有2-14份抗氧化剂、更好的含有3-10份抗氧化剂；

进一步地，所述陶瓷隔膜还包括水；其中，涂层组合物与水的重量比为1:1.7-3.3。

进一步地，水溶性高分子增稠剂的干胶在碳酸酯溶剂中的溶胀率小于5％。

进一步地，增稠剂为羧乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或几种；水性分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸钠中的一种或几种。

此外，本发明还提出了一种锂离子电池陶瓷隔膜制作方法，包括：

搅拌增稠剂、成孔剂和水性分散剂，得到第一混合物；

混合陶瓷颗粒与第一混合物，得到第二混合物；

混合水性乳胶与第二混合物，得到第三混合物；

然后涂布第三混合物至聚乙烯，得到陶瓷隔膜。

进一步地，预搅拌罐通过慢速均匀预搅拌增稠剂、成孔剂、水性分散剂和水，得到第一混合物。

进一步地，混合陶瓷颗粒与第一混合物，通过研磨得到第二混合物。

进一步地，水溶性高分子增稠剂的干胶在碳酸酯溶剂中的溶胀率小于5％。

进一步地，增稠剂为羧乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或几种；水性分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸钠中的一种或几种。

本发明提出的一种锂离子电池陶瓷隔膜和制作方法，通过对聚乙烯加入增稠剂、水性分散剂以及水性乳胶和陶瓷颗粒的混合物，从而使陶瓷隔膜处于便于表面处理的稳定状态，进而杜绝了电池正负极的短路引起爆炸的可能性，提高了锂离子电池使用的安全性。

具体实施方式

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

实施例一

一种锂离子电池陶瓷隔膜，陶瓷隔膜陶瓷隔膜是在聚乙烯膜表面至少一侧具有涂层，按重量百分比涂层包括陶瓷颗粒80％，水性乳胶0.1％，水性分散剂0.1％，硅酸锆1.5％，成孔剂15.2％以及增稠剂0.1％。