[发明专利]一种耐高温低电阻率锂离子电池隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池隔膜的技术领域，涉及一种锂离子电池隔膜，具体涉及一种耐高温低电阻率锂离子电池隔膜的制备方法。本发明锂离子电池隔膜耐热收缩性好，安全性高，热稳定性好，隔膜使用寿命长；本发明制备方法简单、易操作，制备的锂离子电池隔膜机械性能好。

背景技术

电池隔膜在锂电池中的基本作用为隔开正负极，并且吸附电解液允许锂离子通过。3C产品包括计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerElectronics)，是锂电池应用的主要领域，对于3C产品的锂电池，仅使用PP隔膜和PE隔膜,其性能就能得到较好的满足。但是随着电动汽车的不断发展，锂电池的性能必须进一步提升才能满足电动汽车的要求,比如在安全性、充放电性能、循环性能及倍率性等方面，电动汽车用锂电池就比3C产品用锂电池有更加严格的要求。目前在提高锂电池隔膜性能方面的发展研究以改善隔膜表面性质和调整隔膜基体材料为主。在改善隔膜表面性质方面主要的研究方向是隔膜涂布处理，就是在隔膜表面涂覆一层陶瓷浆料，就目前情况来看陶瓷涂布隔膜是提高锂电池安全性的最有效方式，隔膜涂布陶瓷浆料后可有效地提高隔膜的耐热收缩性、安全性、热稳定性以及改善隔膜的机械强度，从而延长隔膜的使用寿命。

就目前来说陶瓷涂布隔膜的耐高温性以及耐热收缩率在一定温度条件下不能够满足要求，为了进一步使电池隔膜的性能满足动力锂电池的要求,新型锂电池隔膜的制备方法如碳纳米管等材料的添加改性涂布隔膜得到越来越多的关注。碳纳米管材料具有重量轻、强度高等优点，碳纳米管以其优异的机械性能和耐热性能以及在电池中大幅提高电池比能量等优势在电池中的研究和应用越来越频繁。但现有技术中还没有较为成熟的制备该碳纳米管改性涂层隔膜的方法。因此，研究一种成熟的制备碳纳米管改性涂层隔膜的方法是目前丞待解决的问题。

发明内容

本发明弥补了现有技术的不足，提供了一种耐高温低电阻率锂离子电池隔膜的制备方法，该方法提供了一个成熟稳定的制备方法，该制备方法生产的电池隔膜具有涂布浆料层致密、均匀、粘接牢固及热收缩小的优点，显著提高了电池的安全性能和使用寿命。采用碳纳米管改性陶瓷涂布隔膜进而使锂电池隔膜耐热稳定性和耐热收缩率得到较大的提高，且能大幅提高电池的充放电速度，提高电池的比能量，大幅提升市场竞争力。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

一种耐高温低电阻率锂离子电池隔膜的制备方法，通过在基膜的一侧端面或者两侧端面涂布浆料层，然后经烘干得到耐高温低电阻率锂离子电池隔膜，所述浆料层为陶瓷浆料或者碳纳米管改性陶瓷浆料，且至少在基膜的一侧端面涂布碳纳米管改性陶瓷浆料，所述碳纳米管改性陶瓷浆料由下述方法制备：

A、向安装有投入式超声波震板的行星搅拌机中加入去离子水和分散剂，分散剂占比为一级混合浆料总重的0.3-5％，随后同时进行搅拌和超声波震荡，形成一级混合浆料；

B、向一级混合浆料中加入中值粒径为0.5-1.2μm的陶瓷粉末，陶瓷粉末的占比为二级混合浆料总重的20-60％，随后同时进行搅拌和超声波震荡，形成二级混合浆料；

C、向二级混合浆料中加入碳纳米管，加入量为二级混合浆料重量的0.5-2％，随后同时进行搅拌和超声波震荡，形成三级混合浆料；

D、向三级混合浆料中加入水性丙烯酸胶乳液和羧甲基纤维素钠溶液，水性丙烯酸胶乳液和羧甲基纤维素钠溶液的加入量分别为三级混合浆料重量的0.5-10％和0.3-5％，随后同时进行搅拌和超声波震荡，形成四级混合浆料；

E、关闭超声波震荡，开启真空，将设备转速降低至500r/min以下，搅拌0.5-1h后关闭真空，平衡设备大气压后打开设备，形成初级碳纳米管改性陶瓷浆料，然后经过砂磨机研磨均匀和筛网过筛处理，得到碳纳米管改性陶瓷浆料。

将基膜置于微凹版涂布机上，将碳纳米管改性陶瓷浆料置于微凹版涂布机的储液槽中，启动涂布机进行涂布工作，涂布速度为5-80m/min，涂布厚度保持在1-5μm，涂布后烘干、收卷即得到耐高温低电阻率锂离子电池隔膜。

所述的基膜为PP、PE、无纺布或者纤维材质的单层、双层或者两层以上，基膜的厚度为6-30μm。