[发明专利]一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆层；所述涂覆层包括：多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线、分散剂、增稠剂、粘接剂、润湿剂。本发明通过多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线修饰复合隔膜，引入多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线，得益于其自身的优异性能以及不同纳米线间的相互交联，能够大幅提升了隔膜的机械强度以及热收缩性能；另外，多孔Al₂O₃、聚多巴胺衍生多孔碳和多孔Al(OH)₃三者可以协同作用，这进一步提高了隔膜的机械性能以及热收缩性能。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

作为新型的二次电池，锂电池具有高能量密度、循环寿命长等优点，被大量应用于便携式电子装置、储能和动力汽车中，其应用范围不断扩展。并随着新能源行业的快速发展，锂电池被越来越多的应用到动力汽车中。作为锂电池的重要组成部分，隔膜能够有效防止正、负极接触，避免短路的发生，深刻影响着锂电池的安全性。由此，锂电池性能的提升及安全性要求，需要对隔膜提出更高的要求。

目前，使用最为广泛的锂电池隔膜是聚烯烃隔膜。但在市场上，现有的聚烯烃隔膜仍存在一些问题：①离子电导率低，使电池内阻较大，不利于锂离子电池大倍率情况下的充放电；②机械强度低，抗穿刺能力差，易被刺穿造成电池正负极接触短路，形成热失控；③聚烯烃材料熔点很低，在电池存在热失控时隔膜容易发生破膜而导致热失控更加严重，从而导致电池燃烧甚至爆炸；④比表面积较低，吸液保液能力较差。针对聚烯烃隔膜离子电导率低、机械性能差及吸液保液能力差的问题。

目前的主要解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆陶瓷涂层；而针对聚烯烃隔膜耐热性能差的问题，通过在聚烯烃隔膜表面涂覆耐高温的陶瓷涂层，可以延迟隔膜闭孔至150℃，但是150℃的闭孔温度不能完全避免锂电池在高温下短路及其引发的自燃。因此，我们提出一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜，包括基膜和涂覆层；所述涂覆层包括：多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线、分散剂、增稠剂、粘接剂、润湿剂，所述多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线为以多孔Al₂O₃为核心依次包裹聚多巴胺衍生碳、Al(OH)₃的纳米线。

进一步的，所述涂覆层由涂覆浆料制得，所述涂覆浆料包括以下质量分数组分：15～35％多孔Al₂O₃@聚多巴胺衍生碳@Al(OH)₃纳米线、0.2～0.6％分散剂、0.4～0.7％增稠剂、0.5～1％粘接剂、0.05～0.2％润湿剂，余量为超纯水。

进一步的，所述分散剂为水解聚马来酸酐；所述增稠剂为羟甲基纤维素钠；所述粘接剂为COPNA树脂；所述润湿剂为硅醇类非离子表面活性剂。

在上述技术方案中，分散剂为水解聚马来酸酐(HPMA)类；增稠剂为羟甲基纤维素钠类(CMC胶液)；粘接剂为COPNA树脂类；COPNA树脂即缩合多环多核芳烃树脂；润湿剂为硅醇类非离子表面活性剂中的一种或多种；

一种高阻燃、高浸润性锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：