[发明专利]一种涂层隔膜、涂覆浆料和制备方法

说明书

本申请公开了一种涂层隔膜、涂覆浆料和制备方法。本申请的涂层隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的涂层，其中，涂层中含有锂镧锆钽氧。本申请的涂层隔膜，通过在涂层中添加锂镧锆钽氧，降低了涂层自身的电阻以及涂层与基膜之间的界面阻抗，提升了隔膜的离子电导性能，解决了界面增加影响离子电导率的问题。

技术领域

本申请涉及电池隔膜领域，特别是涉及一种涂层隔膜、涂覆浆料和制备方法。

背景技术

近年来随着PE材料在锂电池隔膜领域应用，越来越多的相关技术随之兴起，氧化铝陶瓷便是其一。虽然湿法PE隔膜拥有诸多优点，也一跃成为了现今使用量最大的锂电池隔膜，但由其热性能差的短板无法从PE材料本身来改进，因此始终需要陶瓷涂层。

对隔膜来说增加涂层对多方面性能的确有益，但是考虑电池性能的角度，涂层的加入必定也会带来一些不可避免的弊端，最直接的便是电阻不可避免的增加。如常用的氧化铝涂层为单层涂布，也有双层涂布的情况，每涂一层则会增加一个界面阻抗，并且还要考虑氧化铝本身带来的电阻增加，这就直接影响电池性能。

对于涂层增加的电阻上升，因为材料本身的性质和涂层的特点必然会导致这种情况出现，所以涂层带来的界面电阻已经被默认为正常情况，少有人研究，而这在隔膜领域也一直是个很少提及的难题，至今没有一种有效的解决方式。目前，所有的涂层在开发时对于电阻都只有控制用量，使新涂层的电阻降低，选择吸液率更高的涂层材料，通过吸附更多电解液来提升离子电导率。但这只是控制，并非解决，提升吸液率的确可以有效提升离子电导率，但这部分性能上升全部是由电解液贡献的，界面增加影响离子电导率的问题仍未解决，若能解决这一问题，则能在现有的涂层基础上进一步降低电阻，并将离子电导率的性能提升一大截。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的涂层隔膜、涂覆浆料和制备方法。

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涂层隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的涂层，其中，涂层中含有锂镧锆钽氧(LLZTO)。

需要说明的是，本申请创造性的在涂层中添加LLZTO，以原本的涂层作为支撑，辅以LLZTO；既能够保持原有涂层的常规性能，例如热收缩、吸液等性能；又能够提高涂层整体的导离子性能；从而降低涂层本身的电阻，解决界面增加影响离子电导率的问题。本申请中，LLZTO提升导离子性能，主要是因为LLZTO填充于涂层主材料颗粒之间，能够构建导离子通道，从而消除大部分涂层本体阻值及截面阻值，达到提升电导率的目的。可以理解，本申请的技术方案，可以在现有涂层的基础上，进一步降低电阻，并将离子电导率的性能提升一大截；对电池性能的改善具有重要意义。

还需要说明的是，本申请的关键在于创造性的在涂层中添加LLZTO，至于具体的LLZTO添加量可以根据使用需求而定。例如，LLZTO的添加量大，则相应的提升导离子性能效果越好；但是，会影响涂层本身的结构稳定性。因此，具体的LLZTO添加量可以根据所需要的涂层性能和导离子性能而调整。

优选的，涂层中，涂层主材料颗粒和锂镧锆钽氧的重量比为(6-8):(2-4)，涂层主材料颗粒为陶瓷颗粒或聚合物颗粒。其中，涂层主材料颗粒即形成涂层的主要材料，可以是陶瓷颗粒或者聚合物颗粒；本申请的关键在于在涂层中添加LLZTO，改善涂层的导离子性能，至于具体的涂层可以是陶瓷涂层，也可以是聚合物涂层，在此不作具体限定。

需要说明的是，如前面所说LLZTO的添加量过大会影响陶瓷涂层本身的结构稳定性，因此，本申请限定涂层主材料颗粒和锂镧锆钽氧的重量比为(6-8):(2-4)，在该范围内可以基本保障涂层本身的性能，同时对导离子性能进行提升，满足使用需求。

优选的，锂镧锆钽氧的D50为0.1-0.4μm。