[发明专利]一种适于热干压的锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

一种适于热干压的锂离子电池隔膜及其制备方法，所述隔膜包括基膜和一次涂布于基膜单侧或双侧的涂层，涂层由浆料经涂布、烘干后获得，所述涂层中含有氧化铝颗粒和聚合物颗粒，涂层由表层和内层构成，所述表层的厚度为0.5—1.5μm，表层中聚合物颗粒占表层物质的体积百分比不少于80％；为满足所述电池隔膜良好耐热性能要求，内层的厚度为1.5—4μm，内层中氧化铝颗粒占内层物质的体积百分比不少于80％。本发明的主要优点如下：通过在隔膜涂层材料中添加配比量的小分子物质，将聚合物与氧化铝颗粒有效分离，实现一次涂布得到分层效果，满足隔膜在低温热干压条件下良好发粘接性及隔膜良好的耐热性要求。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池隔膜，特别是经一次涂布成型制备的适于热干压的锂离子电池隔膜，属电池技术领域。

背景技术

电池隔膜作为锂离子电池中的关键件，对电池的性能有直接的影响。隔膜的主要作用是可以有效地隔离正、负极片，防止电池内部电子的来回穿梭，且可以保持电解液中的离子在正负极间自由通过。传统的聚烯烃隔膜熔点较低，在电池温度升高时，隔膜会收缩或熔融进而发生破孔，造成电池正负极接触导致电池短路，引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。随着机械设备智能化的不断发展，许多电芯加工企业需要隔膜在注液前必须具备一定的耐热性能和粘接性能，由此一种聚烯烃基膜—陶瓷涂层—聚合物涂层的三层复合隔膜应运而生。这种隔膜通过不同涂层、不同浆料的物质，经多次涂布满足隔膜耐热性和粘接性的要求，但是其中却存在如下技术问题：采用传统的涂布方式需要经过两次涂布成型工艺，即分别将两种不同的浆料配制好后依次涂布在基膜上。这种工艺虽然可以完全将聚合物颗粒与陶瓷颗粒分离，但存在生产效率低、生产成本过高的问题，不能满足当今锂电隔膜行业的发展需求，若采用一次涂布的工艺，却不能将聚合物颗粒与陶瓷颗粒有效分离开，导致隔膜的耐热性能和粘接性能都不能充分发挥出来。

发明内容

本发明旨在提供一种通过一次涂布实现聚合物颗粒与陶瓷颗粒基本分离的适于热干压的锂离子电池隔膜，从而低成本的制备出兼具良好热干压粘接性和耐热性能的锂离子电池隔膜。

本发明还提供了所述隔膜的制备方法。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是这样的：

一种适于热干压的锂离子电池隔膜，包括基膜和一次涂布于基膜单侧或双侧的涂层，涂层由浆料经涂布、烘干后获得，所述涂层中含有氧化铝颗粒和聚合物颗粒，涂层由表层和内层构成，所述表层的厚度为0.5—1.5μm，表层中聚合物颗粒占表层物质的体积百分比不少于80％；为满足所述电池隔膜良好耐热性能要求，内层2的厚度为1.5—4μm，内层中氧化铝颗粒占内层物质的体积百分比不少于80％。

上述适于热干压的锂离子电池隔膜，所述浆料按照重量百分比计含有40-70％的基料，余量为去离子水；所述基料中含有下述质量份的物质：小分子物质15-20，氧化铝与聚合物颗粒合计73-77，其中氧化铝与聚合物颗粒质量比为10:1-5，所述小分子物质为白油或乙醇中的一种或两种混合。

上述适于热干压的锂离子电池隔膜，所述基料中还含有溶液型水性粘合剂2-8质量份及表面活性剂1-4质量份。

上述适于热干压的锂离子电池隔膜，所述氧化铝颗粒的粒径D50为0.1-0.25μm，比表面积BET为8-20m²/g；所述聚合物颗粒为聚偏氟乙烯颗粒、聚酰亚胺颗粒、聚丙烯腈颗粒、聚偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物颗粒中的一种或几种组合，所述聚合物颗粒的粒径为0.05-0.2μm；所述基膜为聚丙烯微孔膜,基膜厚度为12-20μm。

上述适于热干压的锂离子电池隔膜，所述溶液型水性粘合剂为溶液型聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、丁苯乳胶、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种组合；所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、氟代烷基甲氧基醚醇、炔二醇乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或几种组合。

一种适于热干压的锂离子电池隔膜的制备方法，制备按照下述步骤进行：