[发明专利]一种耐高温的复合电池隔膜及其制备方法

说明书

本申请公开了一种耐高温的复合电池隔膜及其制备方法。本申请的耐高温复合电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的耐高温涂层，其中，耐高温涂层由含有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒涂布而成。本申请的复合电池隔膜，创造性的采用纳米纤维素作为粘结剂制备耐高温涂层，提高了涂层与基膜界面结合力，进而提高了复合电池隔膜剥离强度，很好的解决了涂层脱落、掉粉的问题。纳米纤维素的添加使得无机颗粒在水中的分散效果更好，并且，采用纳米纤维素作为粘结剂形成的涂层，其液体传导速率快，吸液能力强，而且吸收电解液后容易形成凝胶状，使得复合电池隔膜能够更好的贴合在电极表面，提高了锂离子电池的整体综合性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种耐高温的复合电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池隔膜是一种多孔膜。锂离子电池隔膜在锂离子电池中的主要作用是隔离电池正负极，防止电池内部短路；提供锂离子在充放电过程中的迁移的通道，允许锂离子通过。前商业化的隔膜主要分为干法单向拉伸隔膜、湿法双向拉伸隔膜。参见专利US5480745、JP2004323820。

为进一步提高锂电池隔膜吸收电解液的能力、提升隔膜的热稳定性以及抵抗锂枝晶的能力，通常在隔膜表面复合耐高温涂层。陶瓷由于可以在水中分散，环保性好，目前已经广泛用于隔膜的涂覆，以制备成热稳定性好的耐高温陶瓷涂层隔膜。

为使陶瓷涂层稳定的涂覆在隔膜基膜表面，通常添加羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸酯等作为粘合剂来提高陶瓷与隔膜的界面作用。但现有的粘结剂的粘合效果有限。并且，陶瓷颗粒之间无应力传导，隔膜力学强度下降；陶瓷颗粒容易从隔膜表面脱落，即掉粉，导致电芯在热压测试过程中隔膜被击穿，夹杂在隔膜和极片之间的颗粒会造成隔膜内部微短路，自放电概率高，影响电池性能。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的耐高温的复合电池隔膜及制备方法。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种耐高温的复合电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的耐高温涂层，其中，耐高温涂层由含有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒涂布而成。

需要说明的是，本申请创造性的采用纳米纤维素作为制备无机颗粒陶瓷涂层的粘结剂，无机颗粒与纳米纤维素之间通过氢键相互作用，可借助纳米纤维素形成网络，提高成膜性，解决掉粉问题；同时，纳米纤维素还可以提高复合电池隔膜的穿刺强度。纳米纤维素具有较高长径比，少量添加即可大幅度提高增稠效果，增加无机颗粒在水中的分散效果，纳米纤维素本身具有较好的亲水性，因此制备耐高温涂层时无需有机溶剂，更加安全环保。此外，纳米纤维素的纤维状结构使得其液体传导速率快，吸液能力强，而且吸收电解液后容易形成凝胶状，能够更好的贴合在电极表面。其中，吸液速率快能提高电池生产的效率；吸液率高可以加速电池充放电的速率并提高电池寿命；形成凝胶状即胶黏状态有利于贴合电极表面，贴合后可以提高内阻的一致性。

优选的，本申请的复合电池隔膜在180度角度的剥离强度大于25N/m。

需要说明的是，本申请的复合电池隔膜，由于采用纳米纤维素作为粘结剂制备耐高温涂层，使得耐高温涂层与基膜的结合力更好，无机颗粒不易脱落，无掉粉现象，并且，本申请的一种实现方式中，本申请复合隔膜在180度角度的剥离强度大于25N/m，耐高温涂层与基膜的结合力强，保障了复合电池隔膜的各项性能，避免了耐高温涂层脱落对隔膜或电池的影响。

优选的，基膜为聚烯烃微孔膜。更优选的，聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者聚乙烯微孔膜和聚丙烯微孔膜组成的两层或多层复合膜。

优选的，基膜的厚度为5-60μm，孔隙率为10％-60％，孔径为0.01-0.5μm。

优选的，无机颗粒选自三氧化二铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、勃姆石中的至少一种。更优选的，无机颗粒为三氧化二铝。