[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；电解液凝胶粒子；分散剂；阻燃剂；表面活性剂；和粘度调节剂，其中，基于100重量份的所述陶瓷粉末，所述电解液凝胶粒子的含量不低于0.1重量份，所述表面活性剂为耐热耐氧化表面活性剂，且表面活性剂的热分解温度大于180℃。该陶瓷浆料可使得陶瓷隔膜的韧性显著提高，在受热时不易发生收缩，与电极的相容性好，从而可以使得包括该陶瓷隔膜的锂离子电池的安全性和/或电化学性能好。

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

影响锂离子电池安全性的最主要的因素之一是电解质的稳定性。在相关技术中，常常采用稳定性较高的凝胶电解质或者固态电解质来提高锂离子电池的安全性。然而，直接采用凝胶电解质或者固态电解质的锂离子电池存在严重的界面问题，且锂离子电池的离子传导率较低，并且无法产业化。

因而，现有的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：

基于凝胶电解质和固态电解质存在的上述问题，发明人通过对锂离子电池的结构、材料进行了大量深入的研究后发现：如果锂离子电池的电解质采用液态电解质，同时在陶瓷隔膜的表面形成部分凝胶电解质层，这样不仅提高了锂离子电池电解质的稳定性，而且保证了锂离子电池的离子传导率不低于普通的锂离子电池。经过进一步研究发现，在陶瓷涂层中加入能使液态电解质凝胶化的成分，则可使得陶瓷涂层吸收一定量的液态电解质，将靠近陶瓷隔膜处的液态电解质转化为凝胶电解质，减少了锂离子电池正极与负极之间的液态电解质的量，从而提高了锂离子电池中电解质的稳定性；并且陶瓷隔膜的离子传导率不受影响。另外，由于陶瓷隔膜吸收了一定量的电解液，表层附着有凝胶电解质，该陶瓷隔膜的韧性显著提高，在受热时不易发生收缩；同时该陶瓷隔膜与电极的相容性好，使得包括该陶瓷隔膜的锂离子电池的安全性能和/或电化学性能好。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种可使得陶瓷隔膜的韧性显著提高、在受热时不易发生收缩、与电极的相容性好、使得包括陶瓷隔膜的锂离子电池的安全性和/或电化学性能好的陶瓷浆料。

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；电解液凝胶粒子；分散剂；阻燃剂；表面活性剂，和粘度调节剂，其中，基于100重量份的所述陶瓷粉末，所述电解液凝胶粒子的含量不低于0.1重量份，所述表面活性剂为耐热耐氧化表面活性剂，所述表面活性剂的热分解温度大于180℃。发明人发现，该陶瓷浆料形成陶瓷涂层后可以吸收一定量的液态电解质，将靠近陶瓷隔膜处的液态电解质转化为凝胶电解质，减少了锂离子电池正极与负极之间的液态电解质的量，从而提高了锂离子电池中电解质的稳定性。

根据本发明的实施例，所述陶瓷粉末满足以下条件的至少一个：包括勃姆石、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅、硫酸钡、硫酸钙和玻璃纤维中的至少一种；粒径为0.1μm-2.5μm，优选为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，所述粘结剂包括聚丙烯酸酯类粘结剂。

根据本发明的实施例，所述聚丙烯酸酯类粘结剂由甲基丙烯腈单体、甲基丙烯酸酯单体和苯乙烯单体共聚而成。

根据本发明的实施例，所述粘结剂还包括聚烯烃类粘结剂。根据本发明的一些实施例，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、改性体、衍生物中的至少一种。