CN109244328A - 锂离子电池隔膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上面；涂覆浆料包括以下组分组成：壳聚糖3～6份、纳米氧化锌5～10份、纳米炭黑8～16份、纳米氧化锆4～8份、二氧化硅气凝胶8～16份、两性分散剂0.6～5份、两性胶黏剂2～8份、水性丙烯酸乳液10～20份及去离子水40～60份。制备方法：1)将去离子水加热至60～85℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；3)将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，即可。该隔膜提高了对电解液的润湿性能，还具有很好的离子电导率与耐高温性能。

Description

锂离子电池隔膜及其制备方法
技术领域
本发明锂电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池代表了储能设备的发展方向，它具有轻重量、体积小、无记忆效应、适应温度范围广等优点，是主流应用的镉镍、氢镍电池的替代产品，然而锂电池对充放电要求比较高。采用太阳能充电的锂电池容易发生过电流充电，导致严重发热，从而使隔膜熔断电池发生短路，有可能引起明火或爆炸，因此有必要改善隔膜的耐热性以适用太阳能锂电池。
现有的，锂离子电池隔膜材料主要为聚烯烃微孔膜如单层聚丙烯(PP)微孔膜、单层聚乙烯(PE)微孔膜以及三层PP/PE/PP复合膜，该类隔膜制备方法主要为干法拉伸致孔法和湿法相分离法。聚烯烃微孔膜弊端在于：一、聚烯烃微孔膜受热时易收缩，会造成隔膜尺寸不稳定，正负极直接接触而短路；二、闭孔温度和破膜温度较低，当发生电池刺穿等状况时，电池内部大量放热，导致隔膜完全融化收缩，电池短路产生高温直至电池解体或爆炸。这些弊端是由聚烯烃材料自身特性所决定的，PE熔点为128～135℃，PP熔点为150～166℃。三、制作工艺复杂，成本高，抗压性能低等缺点。另外，目前市场上的隔膜都单纯的起到简单的隔离作用，在相同的孔径下，其对锂离子电导率的提高没有任何的帮助。
发明内容
本发明提出一种锂离子电池隔膜，该隔膜提高了对电解液的润湿性能，还具有很好的离子电导率与耐高温性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述聚烯烃微孔膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：壳聚糖3～6份、纳米氧化锌5～10份、纳米炭黑8～16份、纳米氧化锆4～8份、二氧化硅气凝胶8～16份、两性分散剂0.6～5份、两性胶黏剂2～8份、水性丙烯酸乳液10～20份及去离子水40～60份。
优选地，所述两性分散剂选自N,N-二甲基胺基丙胺、多乙烯多胺、十八胺基丙胺、环氧乙烷和环氧丙烷共聚物、端羟基聚丙烯酸酯与端羧基聚丙烯酸酯中的一种或者多种。
优选地，所述两性胶黏剂选自羧基氯丁胶乳、丁苯胶乳与有机硅改性丙烯酸酯中的一种或者多种。
本发明的另一个目的是提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
1)将去离子水加热至60～85℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；
2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；
3)将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，在聚烯烃微孔膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂离子电池隔膜。
优选地，所述步骤3)的涂覆方法为喷涂、微凹版涂覆、电泳涂覆或者浇涂。
本发明的有益效果：
1)本发明的聚烯烃微孔膜上面涂覆有壳聚糖及水性丙烯酸乳液，使得薄膜具有很好的润湿性能，与电解液的接触角小于20°。
2)本发明的聚烯烃微孔膜上面涂覆有纳米氧化锌、纳米炭黑、纳米氧化锆、二氧化硅气凝胶、两性分散剂与两性胶黏剂不仅使得这些纳米物能够很好的涂覆在聚烯烃微孔膜表面，还能搞提高隔膜的电导率与耐热性能。
具体实施方式
实施例1
一种锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述聚烯烃微孔膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：壳聚糖4份、纳米氧化锌7份、纳米炭黑12份、纳米氧化锆6份、二氧化硅气凝胶12份、N,N-二甲基胺基丙胺3.5份、有机硅改性丙烯酸酯5份、水性丙烯酸乳液16份及去离子水50份。
制备方法：
1)将去离子水加热至75℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；
2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；
3)采用微凹版涂覆将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，在聚烯烃微孔膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂离子电池隔膜。
其中，聚烯烃微孔膜的孔径为40nm，孔隙率为72％，厚度为6μm。该锂离子电池隔膜应用于锂电池中，隔膜的离子电导率为1.3×10-3S/cm，在1.0C下，100个循环后，隔膜的锂电池容量保持率96％，与电解液的接触角为17°。
实施例2
一种锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述聚烯烃微孔膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：壳聚糖3份、纳米氧化锌10份、纳米炭黑8份、纳米氧化锆4份、二氧化硅气凝胶8份、多乙烯多胺0.6份、丁苯胶乳2份、水性丙烯酸乳液20份及去离子水40份。
制备方法：
1)将去离子水加热至60℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；
2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；
3)采用电泳涂覆将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，在聚烯烃微孔膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂离子电池隔膜。
其中，聚烯烃微孔膜的孔径为45nm，孔隙率为75％，厚度为10μm。该锂离子电池隔膜应用于锂电池中，隔膜的离子电导率为0.9×10-3S/cm，在1.0C下，100个循环后，隔膜的锂电池容量保持率95％，与电解液的接触角为18°。
实施例3
一种锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述聚烯烃微孔膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：壳聚糖6份、纳米氧化锌5份、纳米炭黑16份、纳米氧化锆8份、二氧化硅气凝胶16份、环氧乙烷和环氧丙烷共聚物5份、羧基氯丁胶乳8份、水性丙烯酸乳液10份及去离子水60份。
制备方法，包括以下步骤：
1)将去离子水加热至85℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；
2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；
3)采用喷涂将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，在聚烯烃微孔膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂离子电池隔膜。
其中，聚烯烃微孔膜的孔径为35nm，孔隙率为72％，厚度为8μm。该锂离子电池隔膜应用于锂电池中，隔膜的离子电导率为1.5×10-3S/cm，在1.0C下，100个循环后，隔膜的锂电池容量保持率96％，与电解液的接触角为16°。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，包括聚烯烃微孔膜和涂覆浆料，所述涂覆浆料涂覆在所述聚烯烃微孔膜上面；所述涂覆浆料包括以下重量份数的组分组成：壳聚糖3～6份、纳米氧化锌5～10份、纳米炭黑8～16份、纳米氧化锆4～8份、二氧化硅气凝胶8～16份、两性分散剂0.6～5份、两性胶黏剂2～8份、水性丙烯酸乳液10～20份及去离子水40～60份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述两性分散剂选自N,N-二甲基胺基丙胺、多乙烯多胺、十八胺基丙胺、环氧乙烷和环氧丙烷共聚物、端羟基聚丙烯酸酯与端羧基聚丙烯酸酯中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述两性胶黏剂选自羧基氯丁胶乳、丁苯胶乳与有机硅改性丙烯酸酯中的一种或者多种。
4.如权利要求1至3任意一项所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将去离子水加热至60～85℃，然后壳聚糖、二氧化硅气凝胶与水性丙烯酸乳液加入其中，得到分散液；
2)向分散液中添加余下组分混合分散，得到涂覆浆料；
3)将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔膜上，烘干，在聚烯烃微孔膜上形成涂覆物涂层，即可获得锂离子电池隔膜。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的涂覆方法为喷涂、微凹版涂覆、电泳涂覆或者浇涂。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111430647A (zh) * 2020-05-08 2020-07-17 曹亚琼 一种高性能锂离子电池隔膜及制备方法
CN111430784A (zh) * 2020-05-08 2020-07-17 曹亚琼 一种综合性能优良的锂离子电池隔膜
CN113548817A (zh) * 2021-06-24 2021-10-26 惠州锂威新能源科技有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法及制品和应用
CN116315447A (zh) * 2023-05-04 2023-06-23 合肥长阳新能源科技有限公司 一种锂电池用聚酰亚胺多孔微球涂覆隔膜及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140136807A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 주식회사 엘지화학 폴리올레핀 분리막 및 그의 제조방법
CN104538576A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 毛赢超 一种锂离子电池用改性陶瓷隔膜及制备方法
CN104600228A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 株式会社Lg化学 电极组件和包含其的电化学装置
CN104868083A (zh) * 2015-04-18 2015-08-26 宁波维科电池股份有限公司 一种锂电池的隔膜及其制备方法
CN104953068A (zh) * 2014-03-25 2015-09-30 四川禧丹佛锂电有限公司 一种纳米壳聚糖复合锂电池隔膜及制造方法
CN106684290A (zh) * 2016-12-29 2017-05-17 宁波中科达新材料有限公司 锂离子电池隔膜及其制备方法
CN106684436A (zh) * 2017-01-11 2017-05-17 东莞市佳乾新材料科技有限公司 一种高安全性能的锂离子电池的制备方法
CN107502120A (zh) * 2017-08-09 2017-12-22 中山市博海精细化工有限公司 一种耐化学溶剂较强适合凹版印刷与水性颜料色墨的分散润湿性好的水性清漆及其制备方法
CN107634168A (zh) * 2017-08-25 2018-01-26 佛山市盈博莱科技股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂覆浆料、锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108054325A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种新型聚合物锂离子电池隔膜
CN108258176A (zh) * 2017-12-29 2018-07-06 成都市银隆新能源有限公司 一种锂电池隔膜
CN108390001A (zh) * 2018-02-12 2018-08-10 重庆云天化纽米科技股份有限公司 一种锂离子电池用低水分陶瓷涂覆隔膜的制备方法
CN108417761A (zh) * 2018-02-12 2018-08-17 重庆云天化纽米科技股份有限公司 一次混合涂布陶瓷pvdf涂覆隔膜的制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140136807A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 주식회사 엘지화학 폴리올레핀 분리막 및 그의 제조방법
CN104600228A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 株式会社Lg化学 电极组件和包含其的电化学装置
CN104953068A (zh) * 2014-03-25 2015-09-30 四川禧丹佛锂电有限公司 一种纳米壳聚糖复合锂电池隔膜及制造方法
CN104538576A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 毛赢超 一种锂离子电池用改性陶瓷隔膜及制备方法
CN104868083A (zh) * 2015-04-18 2015-08-26 宁波维科电池股份有限公司 一种锂电池的隔膜及其制备方法
CN106684290A (zh) * 2016-12-29 2017-05-17 宁波中科达新材料有限公司 锂离子电池隔膜及其制备方法
CN106684436A (zh) * 2017-01-11 2017-05-17 东莞市佳乾新材料科技有限公司 一种高安全性能的锂离子电池的制备方法
CN107502120A (zh) * 2017-08-09 2017-12-22 中山市博海精细化工有限公司 一种耐化学溶剂较强适合凹版印刷与水性颜料色墨的分散润湿性好的水性清漆及其制备方法
CN107634168A (zh) * 2017-08-25 2018-01-26 佛山市盈博莱科技股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂覆浆料、锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108054325A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种新型聚合物锂离子电池隔膜
CN108258176A (zh) * 2017-12-29 2018-07-06 成都市银隆新能源有限公司 一种锂电池隔膜
CN108390001A (zh) * 2018-02-12 2018-08-10 重庆云天化纽米科技股份有限公司 一种锂离子电池用低水分陶瓷涂覆隔膜的制备方法
CN108417761A (zh) * 2018-02-12 2018-08-17 重庆云天化纽米科技股份有限公司 一次混合涂布陶瓷pvdf涂覆隔膜的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111430647A (zh) * 2020-05-08 2020-07-17 曹亚琼 一种高性能锂离子电池隔膜及制备方法
CN111430784A (zh) * 2020-05-08 2020-07-17 曹亚琼 一种综合性能优良的锂离子电池隔膜
CN113548817A (zh) * 2021-06-24 2021-10-26 惠州锂威新能源科技有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法及制品和应用
CN113548817B (zh) * 2021-06-24 2023-06-13 惠州锂威新能源科技有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法及制品和应用
CN116315447A (zh) * 2023-05-04 2023-06-23 合肥长阳新能源科技有限公司 一种锂电池用聚酰亚胺多孔微球涂覆隔膜及其制备方法
CN116315447B (zh) * 2023-05-04 2023-08-01 合肥长阳新能源科技有限公司 一种锂电池用聚酰亚胺多孔微球涂覆隔膜及其制备方法

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