[发明专利]电池复合隔膜、锂离子电池及制备方法

说明书

本发明提供一种电池复合隔膜、锂离子电池及制备方法，电池复合隔膜的制备包括：将纳米无机粉体与稀释剂进行混合，得到一混合液；将聚烯烃粉体与混合液混合并进行混炼塑化，以形成一均相熔体；对均相熔体进行冷却处理形成铸片膜，对铸片膜进行拉伸处理；去除稀释剂，并进行定型收卷处理，以得到电池复合隔膜。本发明通过原位共混方法将纳米级无机粉体加入到聚烯烃隔膜中，纳米无机粉体具有高热稳定性，可降低锂电池隔膜受热后的热收缩；纳米无机粉体具有较大的比表面积，表面带有极性官能团，能够改善聚烯烃隔膜与电解质之间的亲液性能；纳米无机粉体在体系中起到异相成核作用，在聚烯烃成型过程中可增加聚烯烃的结晶度，改善隔膜的机械强度。

技术领域

本发明属于电池隔膜制备，特别是涉及一种电池复合隔膜、锂离子电池及制备方法。

背景技术

锂离子电池由正极材料、负极材料、电解质、隔膜四大关键材料构成，其中，隔膜所起到的作用是：隔绝正负极材料，防止电池内部短路发生；隔膜须具有多孔结构，能够保有大量的电解质，保证锂离子在隔膜内部快速传导。

目前，商业化应用的隔膜材料主要为聚乙烯及聚丙烯材质，加工成型的方法包括湿法成型和干法成型。然而，单一组分的聚烯烃隔膜材料在电池应用中存在如下方面的缺陷：聚烯烃是一种耐温性能较差的聚合物，在成型过程中受到较大倍率的拉伸，内应力高，宏观表现为电池温度异常时，隔膜易发生热收缩；另外，聚烯烃是一类典型的非极性聚合物，其与极性的电解质小分子极性相差较大，因此，与电解质小分子相互作用弱，不利于保有大量电解质，在长时间循环过程中容易产生局部“缺液”，大大影响电池的性能。而目前主要通过陶瓷及耐高温聚合物涂敷两种方法改善聚烯烃隔膜的缺陷，但聚烯烃隔膜表面能低，陶瓷及聚合物涂层与基体之间存在易剥离的缺陷。

因此，如何一种电池复合隔膜、锂离子电池及制备方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电池复合隔膜，用于解决现有技术中聚烯烃隔膜耐温性差、亲液性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电池复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

1)提供纳米无机粉体，并将所述纳米无机粉体与稀释剂进行混合，得到一混合液；

2)提供聚烯烃粉体，将所述聚烯烃粉体与所述混合液混合并进行混炼塑化，以形成一均相熔体；

3)对所述均相熔体进行冷却处理以形成一铸片膜，并对所述铸片膜进行拉伸处理；及

4)去除步骤3)所得到的结构中的所述稀释剂，并对去除所述稀释剂后的结构进行定型收卷处理，以得到所述电池复合隔膜。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)与步骤2)之间还包括步骤：对步骤1)中得到的所述混合液进行球磨处理；进行所述球磨处理的时间介于10min-25min之间。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，所述纳米无机粉体包括Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、MgO、CaO以及SiC中的一种或多种的组合；所述纳米无机粉体的粒径介于20nm-1000nm之间。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，所述稀释剂包括液体石蜡、矿物油、大豆油、二苯醚、二甲苯以及甲苯中的一种或多种的组合。

作为本发明的一种优选方案，步骤2)中，所述聚烯烃粉体与所述混合液混合得到的溶液中，所述聚烯烃粉体的质量分数介于20wt％-35wt％之间，所述稀释剂质量分数介于65wt％-80wt％之间，所述纳米无机粉体的质量分数介于所述聚烯烃粉体的质量分数的0.1％-5％之间。