[发明专利]一种改善隔离膜热稳定性的涂层组合物

说明书

本发明公开一种改善隔离膜热稳定性的涂层组合物，按照质量百分比包括以下物质：1%至5%石榴石结构物质；20%至40%含铝化合物；1%至5%分散剂；1%至5%粘结剂；适量溶剂;本发明含铝化合物与石榴石结构物质混合分散剂、粘结剂和溶剂制成浆料通过吸附的方式结合于隔离膜，所得涂层提升隔离膜的耐热性能，导离子性能和保液性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，特别是涉及一种改善隔膜热稳定性的涂层组合物。

背景技术

锂离子电池由正极、负极、隔离膜及机械件组成。隔离膜作用为防止正负极接触短路，同时传导离子，电池反复充放电。现有的隔离膜材料为聚烯烃薄膜，此类隔膜有良好的化学稳定性及机械性能，随着锂离子电池性能的进一步提升，对隔离膜的要求也随之升高。为了满足更高的需求，对隔离膜表面进行涂覆，以满足提升粘结性、浸润性、耐热性以及提升离子电导率等更高的需求。

现有的隔离膜涂层多为陶瓷粉加粘结剂，此类物质可以一定程度上改善吸液性能和耐热性能，但保液性能和离子电导率性能改善不明显，随着电池性能的提升，现有的隔膜涂层已经满足不了要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种改善隔离膜热稳定性的涂层组合物，本发明含铝化合物与石榴石结构物质混合分散剂、粘结剂和溶剂制成浆料通过吸附的方式结合于隔离膜，所得涂层提升隔离膜的耐热性能，导离子性能和保液性能。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种改善隔离膜热稳定性的涂层组合物，按照质量百分比包括以下物质：

优选所述石榴石结构物质为Li_0.33La_0.56TiO₂、Li₂La₃Zr₂O₁₂或者Li₂LaGeO₄中的一种或者几种。本发明利用石榴石结构物质提升涂层整体的导离子性，有较高的吸液及保液功能，可有效改善隔膜的保液性。

优选所述含铝化合物为氧化铝或氢氧化铝。其中含铝化合物作用在于提升隔离膜的耐热性能；氧化铝作为陶瓷材料，有致密的立体网状结构，受热时，结构依旧稳定，不因受热而变形；同时，氧化铝混合聚合物粘结剂，通过吸附的方式，嵌入到隔离膜孔隙中，起到支撑隔离膜骨架的作用；石榴石结构物质分散于含铝化合物之中，其结构同样为网状结构，受热时结构稳定；石榴石结构物质致密度更高，更容易嵌入隔离膜孔隙中，一方面可以更好的支撑隔离膜不受温度的影响，另一方面，其结构稳定，离子可快速在网状结构中穿梭，提升整体的导离子性。

优选所述分散剂为羧甲基纤维素钠，分散剂KD-1，聚丙烯酰胺，十二烷基硫酸钠，聚乙二醇中的一种或几种。

优选所述粘结剂为橡胶、聚烯烃、氟化橡胶、聚氨酯、聚偏氟乙烯中的一种或几种。本发明中最优选粘结剂为聚偏氟乙烯，此物质为正极粘结剂，用于隔离膜涂层中可使隔膜与正极间粘结更牢靠；其余物质可替代聚偏氟乙烯。

优选所述溶剂为水。

优选组合物浆料涂覆厚度为2μm至6μm。本发明中膜层涂覆太薄，无法完整覆盖隔离膜，达不到增加浸润、保液及提升导离子能力的作用；涂覆太厚，增加电池整体厚度，降低了电池整体体积能量密度，不符合电池发展需求。

优选隔离膜为聚乙烯膜隔离膜、聚丙烯隔膜或聚乙烯/聚丙烯混合隔膜中的一种。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：