一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105932209A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610307055.6(22)申请日2016.05.10(71)申请人宁波莲华环保科技股份有限公司地址315400浙江省宁波市余姚市城东新区冶山路科创中心4号孵化楼3楼(72)发明人薛立新温乐乐李丹秦德君王健(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人杜军(51)Int.Cl.H01M2/16(2006.01)H01M2/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法(57)摘要本发明公开一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法。本发明将制得的含氟磺酰亚胺锂盐聚合物PFSI-Li和商用粘结剂、无机陶瓷粉末混合调制成锂离子电池隔膜陶瓷涂覆浆液。此聚合物PFSI-Li的分子结构如式(Ⅰ)所示。与传统商用锂离子电池隔膜相比，无机陶瓷和含氟磺酰亚胺锂盐聚合物PFSI-Li的加入不仅可以增加隔膜的吸液率，耐热性等性能，聚合物PFSI-Li具有的离子基团，还具有更高的极性和离子导电性，而降低了膜两端的电位差，实现了大倍率下快速的充放电，所制的PVDF/PFSI/Al2O3复合隔膜的电池在5C高倍率放电条件下，仍能保持100mAh·g-1放电的容量。CN105932209ACN105932209A权利要求书1/2页1.一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜，其特征在于包括锂离子电池隔膜，以及附着在锂离子电池隔膜表面的复合陶瓷层；其中复合陶瓷层是由聚合物PFSI-Li、陶瓷粉末、商用粘结剂混合而成；所述的聚合物PFSI-Li的分子结构如式(I)所示：式(I)中，n是重复单元数，均为大于零的整数。2.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜，其特征在于复合陶瓷层的涂层厚度为1～50μm。3.一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1):将商用粘结剂加入到一定量的溶剂中，充分搅拌溶解后加入聚合物PFSI-Li和陶瓷粉末，按一定比例配制成陶瓷涂覆浆液；最后置于常温下机械搅拌6～24小时，得到均一的涂覆浆料；所述的聚合物PFSI-Li的分子结构如式(I)所示：式(I)中，n是重复单元数，均为大于零的整数；步骤(2):将步骤(1)制备得到的浆料用刮膜器均匀的涂覆在商业锂离子电池隔膜上，放入鼓风干燥箱40℃～80℃下烘6～24小时，得到复合陶瓷涂覆隔膜。4.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜或权利要求3所述的制备方法，其特征在于商业粘结剂和PFSI-Li的质量比为0.01～100：1，聚合物PFSI-Li和商用粘结剂的总质量与陶瓷粉末的质量比为1:9。5.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜或权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的聚合物PFSI-Li的分子结构如式(I)所示：式(I)中，n是20000～50000的整数。6.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜或权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的商用粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯酸甲脂(PMMA)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)以及聚丙烯酸(PAA)中的一种。7.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜或权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的陶瓷粉末包括但不限于Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、ZrO2、SnO2、BaTiO3中的一种。8.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜或权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的2CN105932209A权利要求书2/2页商业锂离子电池隔膜包括但不限于聚乙烯膜(PP)、聚丙烯膜(PE)、聚酯膜(PET)、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA)中的一种。9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮和去离子水中的一种。10.如权利要求1所述的陶瓷涂覆隔膜在制备锂电池中的应用。3CN105932209A说明书1/5页一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法。背景技术[0002]隔膜是锂离子电池的重要组成部分，既能阻隔正极和负极防止短路，又能起到吸附一定的电解液，传输锂离子的作用。但是在电池出现过充、高温或机械损伤等特殊情况时往往会造成隔膜的破坏从而导致安全问题的产生。一般的隔膜由聚烯烃制成，如PP膜和PE膜以及两者的复合隔膜，虽然这类隔膜有一定的机械稳定性和化学稳定性，且在一定的温度下会闭孔，防止电池进一步短路，但是它的耐热性能和机械强度还是不能达到理想的要求。在锂离子