[发明专利]高稳定性锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了高稳定性锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池，所述高稳定性锂离子电池隔膜，包括聚合物基体和涂覆在聚合物基体表面的陶瓷薄膜，所述陶瓷薄膜由陶瓷浆料制成，所述陶瓷浆料包含分散剂、粘结剂和粉体，其特征在于，所述粉体包括以下物质：陶瓷颗粒和纤维，所述陶瓷颗粒包括粒径范围为80nm～200nm的陶瓷颗粒A和粒径范围为10nm～50nm的陶瓷颗粒B。本发明提供的高稳定性锂离子电池隔膜具有优异的吸收和保持电解液能力，能够降低隔膜在高温下的热收缩率，提高了电池的稳定性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及高稳定性锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

近年来，随着地球资源的衰竭以及社会环保意识的增强，绿色清洁能源已成为储能与能量转化领域的重要方向。化学电源作为基本的能量储备与转化装置已成为生产与生活中必不可少的一部分。在便携式电子设备高速发展的今天，对可充电化学电源的需求更是极具迫切性。较传统的镍镉、铅酸等二次电池来说，锂离子电池具有其高能量密度、长寿命以及对环境无污染等特性，目前已被广泛用作便携式电子设备的动力电源。近年来，我国锂离子电池产业取得了较大发展，产能已跃居全球第三。随着低碳经济的到来，对锂离子动力电池的需求将越来越大。而动力电池面临的最大障碍即为安全问题。

锂离子在大电流条件下，由于电极材料本身性能的限制，易导致金属锂在负极表面沉积，形成大量枝晶。这些枝晶的存在易刺透隔膜，造成电池内部微短路从而引发安全隐患，因而，可以说，电池隔膜对电池安全性有着直接影响，是构建安全性动力电池的关键组件之一。对于目前作为研发热点的高容量电池来说，由于负极采用容量更高但离子导电率更低的非碳或贫碳体系，更易产生金属锂的表面富集，因而对于这类电池来说，隔膜的性能尤为重要。此外，由于高容量的电极材料还存在着体积效应，体积的不断膨胀与收缩本身就易对隔膜的表面及二者之间的界面产生不良影响。可以说，隔膜不仅影响着电池的耐热能力，也影响着电池的容量、循环性能等电化学综合特性。

目前商用锂离子电池隔膜主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯单层隔膜(PP)和PP/PE/PP。聚合物隔膜质轻，具有良好的电子绝缘性能，其不足是由于聚合物一般熔点较低，在电池发生热滥用的时候，隔膜会处于融化温度附近，隔膜尺寸也发生收缩，出现孔洞，不仅影响电池的寿命，情况严重时还会发生电池的燃烧爆炸事故。

因而，研发具有更高的结构稳定性、更高热稳定性与热安全性的新型隔膜，设计更加耐热的电池是锂离子动力电池发展的关键。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种高稳定性锂离子电池隔膜，使得隔膜具有优良的热稳定性和保持电解液能力。

本发明的目的之二是提供一种高稳定性锂离子电池隔膜的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明提供一种高稳定性锂离子电池隔膜，包括聚合物基体和涂覆在聚合物基体表面的陶瓷薄膜，所述陶瓷薄膜由陶瓷浆料制成，所述陶瓷浆料包括以下物质：陶瓷颗粒和纤维，所述陶瓷颗粒包括粒径范围为80nm～200nm的陶瓷颗粒A和粒径范围为10nm～50nm的陶瓷颗粒B。

一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将陶瓷颗粒A和陶瓷颗粒B在分散剂中超声分散均匀，然后再加入纤维和粘结剂，超声分散，得到陶瓷浆料；

(2)将陶瓷浆料涂覆在聚合物基体的表面，然后干燥，得到隔膜A；

(3)将隔膜A在碱性溶液中浸泡3～24h，得到锂离子电池隔膜。

一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述隔膜为上述高稳定性锂离子电池隔膜。