[发明专利]一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜及其制备方法，引入多孔氧化铝纤维，大幅提升隔膜的机械性能、耐温性能以及抗氧化性能，大大降低了锂枝晶刺穿隔膜的风险，同时可提高电池循环稳定性；以白油为内层，外层为氧化铝前驱体溶液同轴纺丝工艺一步制备出多孔氧化铝纤维；对白油进行改性处理，利用水热法制备的羟基磷灰石纳米线将其分散于合成UiO‑66纳米颗粒的前驱体溶液中，进行二次水热反应，获得复合羟基磷灰石纳米线，利用高压微射流技术用复合羟基磷灰石纳米线白油改性，有效提高隔膜的热稳定性及透气均匀性，在制备的隔膜中复合羟基磷灰石纳米线取向排列，具有微观取向，大幅改善隔膜的力学性能及安全性能。

技术领域

本发明涉及电池隔膜领域，具体是一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，随之而来的是环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响，因此各国都在积极发展电动汽车；而锂离子电池是现代电动汽车的主要动力来源，其一般是由负极、正极、承载有电解质的隔膜组成；隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一，主要作用是防止电池内部短路，隔膜作为电解质载体，为锂离子的移动提供通道；隔膜的质量对锂离子电池的比容量、使用环境、使用寿命、安全性能等具有非常重要的影响，因此研开具有优异性能且制备工艺简单，适合工业化生产的聚合物隔膜，是开拓锂离子电池应用前景的重要方向。

随着新能源汽车性能的不断提升，对所用电池的安全性要求在不断提高，因此需要提高隔膜的性能来满足这种需求，现有主要的方法是在电池隔膜表面涂覆陶瓷颗粒氧化铝或勃姆石涂层，提高隔膜的耐热性能，但是由于陶瓷颗粒粒径小、堆积密度大，容易造成隔膜透气性变差，影响电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜，包括多孔隔离膜和涂覆在多孔隔离膜表面的陶瓷浆料；以质量份数计，陶瓷浆料中各组分含量为：陶瓷材料30-40wt％，分散剂0.2-0.8wt％，粘结剂3-8wt％，增稠剂5-10wt％，润湿剂0.1-0.5wt％，剩余部分为水；所述陶瓷材料中多孔氧化铝纤维的质量分数为0-100％。

进一步的，粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈、酚醛树脂中的一种或几种；所述增稠剂为脂肪酸类增稠剂、纤维素类增稠剂、无机盐类增稠剂、氧化胺类增稠剂中的一种或几种；所述分散剂为聚羧酸铵盐、非离子型表面活性剂中的一种或几种；所述润湿剂为硅氧烷类、脂肪醇类醚类、聚氧乙烯类中的一种或几种。

进一步的，多孔隔离膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜中的一种。

进一步的，陶瓷材料为氧化铝纤维、氧化铝粉体、氢氧化镁粉体、二氧化硅、碳酸钡中的一种或几种混合而成。

进一步的，一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备陶瓷材料；

S2：将增稠剂、去离子水、分散剂混合搅拌，加入陶瓷材料，研磨后加入粘结剂、润湿剂，得到陶瓷浆料；

S3：将制得的陶瓷浆料对多孔隔离膜进行涂覆，得到一种多孔氧化铝纤维涂覆隔膜。

进一步的，涂覆方式为微凹版涂覆、网纹辊涂覆、窄缝式涂覆、点涂、喷涂中的一种。

本发明使用多孔氧化铝纤维作为涂层的主要材料，其机械性能、耐温性能以及抗氧化性能要优于无机粉体材料；且氧化铝纤维是多孔材料，涂层堆积密度低、透气增量低。