[发明专利]陶瓷浆料、陶瓷隔膜和锂离子电池

说明书

本发明提供了陶瓷浆料、陶瓷隔膜和锂离子电池。该陶瓷浆料包括：陶瓷粉末；粘结剂，所述粘结剂中含有极性粘结剂和非极性粘结剂；分散剂；和表面活性剂。该陶瓷浆料在聚烯烃基膜上可形成立体网状结构，粘结性强，可以有效阻止聚烯烃基膜在受热时发生收缩，进而可以使得该陶瓷浆料制备的陶瓷隔膜的稳定性好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体的，涉及陶瓷浆料、陶瓷隔膜和锂离子电池。

背景技术

目前锂离子电池的热稳定性主要取决于锂离子电池中隔膜的热稳定性，为了提高锂离子电池中隔膜的热稳定性，应尽可能地阻止聚烯烃基膜在受热时发生收缩，因此常常在聚烯烃基膜的表面涂覆一层陶瓷浆料而形成陶瓷隔膜，但即便如此，锂离子电池的热失控现象仍较为严重，依然易发生爆炸。

因而，现有锂离子电池的相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的以下发现而完成的。

发明人经过对陶瓷隔膜的深入研究后发现，陶瓷隔膜在受热时易发生收缩，导致锂离子电池热失控现象的原因在于形成陶瓷隔膜的陶瓷浆料的粘结剂中含有过多的极性官能团，使得陶瓷浆料的粘结性较差，且极性官能团形成的极性基团受热极易引起锂离子电池中的各组分之间发生热化学反应，而导致锂离子电池的热失控现象发生，甚至引发爆炸。

基于以上研究，发明人为提高陶瓷隔膜的稳定性，进而提高锂离子电池的稳定性和安全性，在陶瓷浆料中加入非极性粘结剂，从而可以减少陶瓷浆料中极性粘结剂的用量，进而避免了锂离子电池中的各组分在受热时发生热解反应导致锂离子电池的热失控现象发生；另外，非极性粘结剂可以与陶瓷浆料中的其它组分形成立体网状结构，以提高陶瓷浆料在聚烯烃基膜上的粘结性；同时，非极性粘结剂还可以增强陶瓷浆料与聚烯烃基膜之间的分子间作用力，从而进一步增强了陶瓷浆料在聚烯烃基膜上的粘结性，提高了陶瓷隔膜的热稳定性，进而提高了包括该陶瓷隔膜的锂离子电池的稳定性和安全性。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种在聚烯烃基膜上可形成立体网状结构、粘结性强、可有效阻止陶瓷隔膜在受热时发生收缩、或者可使得陶瓷隔膜稳定性好的陶瓷浆料。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种陶瓷浆料。根据本发明的实施例，该陶瓷浆料包括：陶瓷粉末；粘结剂，所述粘结剂中含有极性粘结剂和非极性粘结剂；分散剂；和表面活性剂。发明人发现，在陶瓷浆料中加入非极性粘结剂，从而可以减少陶瓷浆料中极性粘结剂的用量，进而避免锂离子电池中的各组分在受热时发生热解反应导致锂离子电池的热失控现象发生；另外，非极性粘结剂可以与陶瓷浆料中的其它组分形成立体网状结构，以提高陶瓷浆料在聚烯烃基膜上的粘结性；同时，非极性粘结剂还可以增强陶瓷浆料与聚烯烃基膜之间的分子间作用力，从而进一步增强了陶瓷浆料在聚烯烃基膜上的粘结性，提高了陶瓷隔膜的热稳定性，进而提高了包括该陶瓷隔膜的锂离子电池的稳定性和安全性。

根据本发明的实施例，所述陶瓷粉末满足以下条件的至少之一：包括勃姆石、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅、硫酸钡、硫酸钙、玻璃纤维中的至少一种；粒径为0.1μm-2.5μm，优选0.2μm-2μm；比表面积小于等于20m²/g，优选小于等于10m²/g。

根据本发明的实施例，所述极性粘结剂为聚丙烯酸酯类粘结剂，所述非极性粘结剂为聚烯烃类粘结剂。

根据本发明的实施例，形成所述聚丙烯酸酯类粘结剂的单体包含(甲基)丙烯腈单体，(甲基)丙烯酸酯单体和苯乙烯单体。

根据本发明的实施例，所述聚烯烃类粘结剂包括聚乙烯类水性粘结剂、聚丙烯类水性粘结剂及其混合物中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述分散剂包括聚丙烯酸类分散剂。