CN109411674A - 一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法 - Google Patents

一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池隔膜加工技术领域且公开了一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法，电池隔膜包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层；制备电池隔膜的方法，包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在80℃～100℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。本发明提高了陶瓷层与阻燃层界面结合力，进而提高了复合电池隔膜剥离强度，很好的解决了陶瓷层脱落、掉粉的问题。

Description

一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及 一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法，属于电池隔膜加工技术领域。
背景技术
由于环境污染和能源短缺问题，近年来国家发展规划加大了对锂离子电池的研究力度和资金扶持，隔膜作为锂电池产品关键部件之一，其生产和使用在新材料产业界受到国家的高度重视。动力汽车在生活中的广泛应用，由于较大数量串并联电池组的出现，要求锂离子电池具有较好的一致性，同时锂离子电池中作为隔断正负极材料的隔膜，对其安全性的要求也很高，另外隔膜厚度等物理性能的一致性和高强度也是其重要的衡量指标。
因此，如何能够得到耐高温、热稳定性好、阻隔性能持久的电池隔膜，仍然是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供 一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法，采用纳米纤维素作为粘结剂制备耐高温陶瓷层，提高了陶瓷层与阻燃层界面结合力，进而提高了复合电池隔膜剥离强度，很好的解决了陶瓷层脱落、掉粉的问题，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃层为聚酰胺树脂层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述陶瓷层厚度为0.2～0.4微米。
作为本发明的一种优选技术方案，所述高韧性层包括以下原料：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、纳米碳化硅。
作为本发明的一种优选技术方案，所述多孔聚合物膜的厚度为8～20微米，孔径为0.1～0.3微米，孔隙率介于25％～40％之间。
作为本发明的一种优选技术方案，所述无机颗粒为二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁和三氧化二铝。
制备一种复合型锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在80℃～100℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。
本发明所达到的有益效果是：采用纳米纤维素作为粘结剂制备耐高温陶瓷层，提高了陶瓷层与阻燃层界面结合力，进而提高了复合电池隔膜剥离强度，很好的解决了陶瓷层脱落、掉粉的问题。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层。
进一步的，所述阻燃层为聚酰胺树脂层。
进一步的，所述陶瓷层厚度为0.2微米。
进一步的，所述高韧性层包括以下原料：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、纳米碳化硅。
进一步的，所述多孔聚合物膜的厚度为8微米，孔径为0.1微米，孔隙率为25％。
进一步的，所述无机颗粒为二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁和三氧化二铝。
制备一种复合型锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在80℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。
实施例2：
本发明一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层。
进一步的，所述阻燃层为聚酰胺树脂层。
进一步的，所述陶瓷层厚度为0.3微米。
进一步的，所述高韧性层包括以下原料：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、纳米碳化硅。
进一步的，所述多孔聚合物膜的厚度为10微米，孔径为0.2微米，孔隙率为30％。
进一步的，所述无机颗粒为二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁和三氧化二铝。
制备一种复合型锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在85℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。
实施例3：
本发明一种锂离子电池陶瓷隔膜，包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层。
进一步的，所述阻燃层为聚酰胺树脂层。
进一步的，所述陶瓷层厚度为0.4微米。
进一步的，所述高韧性层包括以下原料：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、纳米碳化硅。
进一步的，所述多孔聚合物膜的厚度为20微米，孔径为0.3微米，孔隙率为40％。
进一步的，所述无机颗粒为二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁和三氧化二铝。
制备一种复合型锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在100℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于，包括多孔聚合物膜和复合于多孔聚合物膜双侧的高韧性层，高韧性层的外部涂布有阻燃层，阻燃层的外部涂布有纳米纤维素作为粘合剂的无机颗粒形成的陶瓷层。
2.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述阻燃层为聚酰胺树脂层。
3.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷层厚度为0.2～0.4微米。
4.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述高韧性层包括以下原料：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、纳米碳化硅。
5.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述多孔聚合物膜的厚度为8～20微米，孔径为0.1～0.3微米，孔隙率介于25％～40％之间。
6.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述无机颗粒为二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁和三氧化二铝。
7.制备如利要求1～6所述的一种复合型锂离子电池隔膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：包括将多孔聚合物膜的双侧复合高韧性层，然后再将高韧性层的外部涂布阻燃层；将无机颗粒悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合，搅拌均匀，制成涂覆浆料；将涂覆浆料涂布在所述阻燃层的表面，然后在80℃～100℃的条件下烘干，获得复合型电池隔膜。
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