CN109411675A - 一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺 - Google Patents

一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺，属于电池隔膜技术领域。本发明的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂选自三乙烯四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、1，3‑二氨‑2‑羟丙烷‑N，N，N′，N′‑四乙酸、N，N‑二(2‑羟基苯基)亚乙基二胺‑N，N‑二乙酸盐酸盐、二羟乙基甘氨酸中的一种或一种以上的组合。通过采用本发明的技术方案，可以有效抑制镍、钴、锰、铝金属元素的穿梭，从而提高镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池的循环性能。

Description

一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的 生产工艺
技术领域
本发明属于电池隔膜技术领域，更具体地说，涉及一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺。
背景技术
当前，能源紧张已经成为世界性问题，为了缓解石油资源紧张问题，对替代传统燃油车的新能源汽车的开发已经到了刻不容缓的地步。锂离子电池由于具有能量密度高，自放电低，无记忆效应等突出优点，已经成为移动能源的主要解决方案。随着市场对电动汽车续航里程、快充技术及其安全性能的提高，要求电动汽车所配锂离子电池具有锂离子电池具有更高的能量密度、大的倍率性能、高的安全性能及其长的使用寿命。而三元正极材料以其能量密度高、循环寿命长等优点成为市场上的主要正极材料，其中镍钴锰酸锂以及镍钴铝酸锂以其较低的价格，高的倍率放电性能，良好的循环性能得到了人们的普遍关注。
隔膜作为锂离子电池的一种主材，对锂离子电池的性能起着关键性的影响。在现有技术中，通用的隔膜为聚乙烯(PE)或PP材料拉伸制成的多孔膜，能够起到正负极隔绝和离子传导的作用，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。但目前现有镍钴锰酸锂及镍钴铝酸锂三元电池的循环性能仍不能完全满足使用要求，一直制约着其在电动车领域的推广使用，主要表现为续航里程较短。而影响镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池循环性能的关键因素之一就是正极材料中的镍、钴、锰、铝金属元素在循环过程中容易发生溶出，并从正极经过隔膜进入负极在负极表面沉积，从而破坏SEI膜，严重影响电池的循环寿命。
为了抑制镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池的金属元素溶出及其穿过隔膜在负极沉积，目前现有技术中通常是采用对正极材料进行表面包覆。如，中国专利申请号为201710011935.3的申请案公开了一种高性能的锰基锂离子电池正极材料及制备方法，该申请案将锰基锂离子电池正极材料粉末分散到LiNO3和Ga(NO3)3溶液中，搅拌，干燥，得到LiGaO2包覆的锰基锂离子电池正极材料的前驱体；将LiGaO2包覆的锰基锂离子电池正极材料的前驱体进行热处理，即得到一种高性能的锰基锂离子电池正极材料。该申请案利用LiGaO2包覆在锰基锂离子电池正极材料的表面，从而在一定程度上能够抑制锰基活性材料表面钝化膜的形成，降低电解液与电极材料的界面电阻，并减少锰离子的溶出。
但通过对正极材料进行表面包覆并不能同时有效抑制镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂电池三元电池中镍、钴、锰、铝金属元素的溶出，因此电池的循环性能仍会受到影响。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有镍钴锰酸锂和和镍钴铝酸锂电池三元电池的正极材料在循环使用过程中镍、钴、锰、铝金属元素易穿过隔膜到达负极，从而影响电池循环性能的不足，提供了一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺。通过采用本发明的技术方案，可以有效抑制镍、钴、锰、铝金属元素的穿梭，从而提高镍钴锰/镍钴铝酸锂三元电池的循环性能。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
其一，本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂选自三乙烯四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、1，3-二氨-2-羟丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸、N，N-二(2-羟基苯基)亚乙基二胺-N，N-二乙酸盐酸盐、二羟乙基甘氨酸中的一种或一种以上的组合；稳定剂的含量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.5-8％。
更进一步的，所述的填充剂为氧化铝、氧化硅、黏土以及勃姆石中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的40-95％，优选为80～90％；
更进一步的，所述的填充剂优选为改性氧化铝，具体的为将氧化铝与稳定剂共混形成均匀溶液，然后经高速分散1～5h后烘干得到，所得改性氧化铝粉末介孔中充填有稳定剂。
更进一步的，所述的粘接剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.5-20％，优选为3-10％。
更进一步的，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、海藻酸钠中的一种或一种以上组合，优选为羧甲基纤维素钠，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.1-5％；所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.1-5％，优选为0.1-1％。
更进一步的，所述的多孔膜基材选用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种或几种，其厚度：5～100μm；孔隙率：20％～80％；孔径：10nm～500nm；优选为孔隙率为30～50％；孔径为10～50nm。
更进一步的，所述功能性涂层位于多孔膜基材的一面或两面，其厚度为100nm-20μm，优选为1μm-5μm；涂层重量为1g/m2-10g/m2，优选为1g/m2-5g/m2。
其二，本发明的一种功能性隔膜的生产工艺，包括以下过程：将填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和溶剂通过高速分散混合在一起，然后再加入稳定剂，混合均匀形成功能性涂层涂料；将功能性涂层涂料均匀涂布在多孔膜基材的一面或两面，然后干燥、切条，即制备得到所需的镍钴锰酸锂电池用功能性隔膜。
更进一步的，所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离、拉伸、熔喷或者静电纺丝形成多孔性薄膜，优选为热致相分离工艺，其中挤出机温度：170-220℃；熔体温度：160-205℃；流延温度：10-60℃；拉伸温度：70-130℃；拉伸速比：4-8.5倍；所述功能性涂层通过微凹版涂布、浸涂、转移涂布、凹版涂布或喷涂工艺涂布于多孔膜基材表面，优选为微凹版涂布工艺。
其三，本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池，包括上述功能性隔膜。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，通过在多孔膜基材表面涂布功能性涂层，并对功能性涂层的组成进行优化设计，从而可以有效抑制循环过程中正极材料中的镍、钴、锰、铝金属元素溶出穿过隔膜到达负极，进而有利于提高镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂电池的循环使用性能。
(2)本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，通过对功能性涂层中各组分的种类及含量进行优化设计，在各组分的共同作用下，可以在保证对镍、钴、锰金属元素穿过隔膜的抑制效果基础上，显著提升镍钴锰酸锂和镍钴铝酸的吸液效率和保液量，提升镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂的生产效率和电性能；同时采用本发明的隔膜结构还能够提升镍钴锰酸锂的安全性能，尤其是hot-box的通过率。
(3)本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，通过对稳定剂的种类及含量进行优化设计，从而可以对镍、钴、锰三种金属元素均具有较好的抑制效果，防止其穿过隔膜；而特定填充剂和粘接剂的选用可以有效保证功能性涂层与多孔膜基材之间的粘接牢固性以及结构强度。更进一步的，通过选用氧化铝作为填充剂，并采用稳定剂对氧化铝进行预先改性处理，从而可以进一步提高对镍、钴、锰、铝金属元素穿梭的抑制效果。
(4)本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺，通过在多孔膜基材表面涂布功能性涂层，并对功能性涂层的组成及隔膜生产具体工艺参数进行优化设计，从而可以有效抑制镍、钴、锰金属元素穿过隔膜到达负极，进而有利于提高镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂电池的循环性能、安全性能、电性能和吸液能力。
附图说明
图1为多孔膜基材的形貌结构图；
图2为功能性涂层的形貌结构图；
图3为使用功能性隔膜的电池循环测试对比图。
具体实施方式
本发明的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂选自三乙烯四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、1，3-二氨-2-羟丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸、N，N-二(2-羟基苯基)亚乙基二胺-N，N-二乙酸盐酸盐、二羟乙基甘氨酸中的一种或一种以上的组合；稳定剂的含量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.5-8％。所述的填充剂为氧化铝、氧化硅、黏土以及勃姆石中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的40-95％，优选为80～90％；所述的粘接剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.5-20％，优选为3-10％。所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、海藻酸钠中的一种或一种以上组合，优选为羧甲基纤维素钠，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.1-5％；所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.1-5％，优选为0.1-1％。
本发明中，所述的多孔膜基材选用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种或几种，其厚度：5～100μm；孔隙率：20％～80％孔径：10nm～500nm；优选为孔隙率为30～50％；孔径为10～50nm。该多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离、拉伸、熔喷或者静电纺丝形成多孔性薄膜，优选为热致相分离工艺，其中挤出机温度：170-220℃；熔体温度：160-205℃；流延温度：10-60℃；拉伸温度：70-130℃；拉伸速比：4-8.5倍。
所述功能性涂层位于多孔膜基材的一面或两面，其厚度为100nm-20μm，优选为1μm-5μm；涂层重量为1g/m2-10g/m2，优选为1g/m2-5g/m2，该功能性涂层通过微凹版涂布、浸涂、转移涂布、凹版涂布或喷涂工艺涂布于多孔膜基材表面，优选为微凹版涂布工艺。
更进一步的，为了进一步提高对镍、钴、锰、铝金属元素的穿梭抑制效果，本发明采用改性氧化铝作为填充剂，即采用稳定剂预先对氧化铝进行改性处理，具体操作为：将氧化铝与稳定剂共混形成均匀溶液，然后经高速分散1～5h后烘干即得到改性氧化铝粉末，所得改性氧化铝粉末介孔中充填有稳定剂。当镍、钴、锰金属元素溶解时，会有部分溶出与氧化铝粉末介孔内的稳定剂相互作用从而锁在氧化铝的孔道内，阻止其向负极穿梭，同时由于改性氧化铝的介孔被填满，会减少介孔对电解液的消耗，增加电解液的利用率，进一步提升电池的循环性能。少量未被锁在氧化铝介孔中的溶出金属元素则与功能性涂层中的游离稳定剂相互作用形成大分子物质，大分子量的CMC形成的网状结构将上述大分子物质缠绕，极大程度的增加了其继续穿梭的阻力，因所选的多孔基材存在孔径小，曲折度大的特征，将完全避免被缠绕的溶出金属元素穿过隔膜至负极，阻止其对负极的SEI膜等形成破坏，从而明显提升了锂离子电池的循环性。
为进一步了解本发明的内容，现结合具体实施例对本发明作详细描述。需要说明的是，由于篇幅有限，下面仅列举部分实施例，而粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂的种类及其含量并不限于各实施例中的具体数值。
实施例1
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为三乙烯四胺六乙酸，其添加量为功能性涂层总重的0.5％，所述的填充剂为氧化铝，其添加量为功能性涂层总重的84％，所述的粘接剂为丁苯乳胶，其添加量为功能性涂层总重的10％。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，其添加量为功能性涂层总重的5％；所述分散剂为聚乙二醇，其添加量为功能性涂层总重的0.5％。本实施例的一种镍钴锰酸锂电池，包括上述功能性隔膜。
本实施例的功能性隔膜的生产工艺，包括以下过程：将填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和溶剂通过高速分散混合在一起，然后再加入稳定剂，混合均匀形成功能性涂层涂料；将功能性涂层涂料均匀涂布在多孔膜基材的一面或两面，然后干燥、切条，即制备得到所需的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜。
实施例2
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材(其结构如图1所示)及涂覆于基材表面的功能性涂层(如图2所示)，所述的多孔膜基材选用聚乙烯(其结构如图1所示)，其厚度：5μm；孔隙率：30％；曲折度：12；孔径：10～50nm。所述功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为二乙烯三胺五醋酸，稳定剂的含量为功能性涂层总重的20％。所述的填充剂为氧化硅，其添加量为功能性涂层总重的40％；所述的粘接剂为苯丙烯酸，其添加量为功能性涂层总重的20％。所述增稠剂为聚环氧乙烷，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的15％；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，其添加量为功能性涂层总重的5％。
本实施例的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺同实施例1，其中多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离形成多孔性薄膜，其中挤出机温度：170℃；熔体温度：160℃；流延温度：30℃；拉伸温度：90℃；拉伸速比：6倍；所述功能性涂层通过微凹版涂布工艺涂布于多孔膜基材的一面，其厚度为1μm，涂层重量为3g/m2。
本实施例的一种镍钴锰电池，包括上述功能性隔膜。将本实施例的电池与现有镍钴锰酸锂电池进行循环性能测试试验，其结果如图3所示(曲线a为本实施例的镍钴锰酸锂电池的循环性能曲线，曲线b为现有镍钴锰酸锂电池的循环性能曲线)，结果表明，采用本实施例的隔膜结构可以有效提高镍钴锰酸锂电池的循环性能。
实施例3
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，所述的多孔膜基材选用聚对苯二甲酸乙二醇酯，其厚度：70μm；孔隙率：80％；透气度：100s/100cc；曲折度：50；孔径：400～500nm。所述功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为1，3-二氨-2-羟丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸，稳定剂的含量为功能性涂层总重的0.1％。所述的填充剂为黏土，其添加量为功能性涂层总重的95％；所述的粘接剂为聚丙烯酰胺和氨基甲酸酯的组合，其添加量为功能性涂层总重的3％。所述增稠剂为聚氧化乙烯、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的组合，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的1％；所述分散剂为直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚和月桂醇硫酸钠的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.9％。
本实施例的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺同实施例1，其中所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过拉伸形成多孔性薄膜；所述功能性涂层通过喷涂工艺涂布于多孔膜基材的两面，其厚度为100nm；涂层重量为1g/m2。
实施例4
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，所述的多孔膜基材选用聚丙烯，其厚度：20μm；孔隙率：40％；曲折度：20；孔径：10nm～50nm。所述功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为N，N-二(2-羟基苯基)亚乙基二胺-N，N-二乙酸盐酸盐和二羟乙基甘氨酸；稳定剂的含量为功能性涂层总重的8％。所述的填充剂为勃姆石，其添加量为功能性涂层总重的87％；所述的粘接剂为聚乙烯吡咯烷酮和卡波树脂，其添加量为功能性涂层总重的4％。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、明胶和海藻酸钠的组合，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的0.9％；所述分散剂为聚乙二醇、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO和烷基磺酸盐的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.1％。
本实施例的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺同实施例1，其中所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离形成多孔性薄膜，其中挤出机温度：220℃；熔体温度：205℃；流延温度：60℃；拉伸温度：130℃；拉伸速比：8.5倍；所述功能性涂层通过微凹版涂布工艺涂布于多孔膜基材的一面，其厚度为5μm，涂层重量为5g/m2。
实施例5
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，所述的多孔膜基材选用聚酰亚胺，其厚度：100μm；孔隙率：20％；曲折度：35；孔径：10nm～50nm。所述功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为二羟乙基甘氨酸，稳定剂的含量为功能性涂层总重的14％。所述的填充剂为氧化硅和黏土的组合，其添加量为功能性涂层总重的47％；所述的粘接剂为聚氧化乙烯、改性石蜡树脂和聚氨酯的组合，其添加量为功能性涂层总重的15％。所述增稠剂为聚氧化乙烯、明胶和海藻酸钠的组合，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的20％；所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的4％。
本实施例的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺同实施例1，其中所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过静电纺丝形成多孔性薄膜，；所述功能性涂层通过浸涂工艺涂布于多孔膜基材的一面，其厚度为20μm，涂层重量为10g/m2。
实施例6
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，所述的多孔膜基材选用聚乙烯和聚丙烯，其厚度：60μm；孔隙率：50％；曲折度：3；孔径：10nm～50nm。所述功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为三乙烯四胺六乙酸和1，3-二氨-2-羟丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸的组合，稳定剂的含量为功能性涂层总重的6％。所述的填充剂为氧化铝，其添加量为功能性涂层总重的80％；所述的粘接剂为聚丙烯酸酯共聚乳液，其添加量为功能性涂层总重的10％。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的3％；所述分散剂为月桂醇硫酸钠、扩散剂MF和烷基磺酸盐的组合，其添加量为功能性涂层总重的1％。
本实施例的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜的生产工艺同实施例1，其中所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离形成多孔性薄膜，其中挤出机温度：195℃；熔体温度：185℃；流延温度：10℃；拉伸温度：70℃；拉伸速比：4倍；所述功能性涂层通过微凹版涂布工艺涂布于多孔膜基材的一面，其厚度为2μm，涂层重量为2g/m2。
实施例7
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，其中功能性涂层的组成及配比均与实施例6相同，其区别主要在于：本实施例中的填充剂氧化铝预先进行改性处理，即将氧化铝与稳定剂共混形成均匀溶液，然后经高速分散3h后烘干即得到改性氧化铝粉末，所得改性氧化铝粉末介孔中充填有稳定剂。
实施例8
本实施例的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，所述的多孔膜基材选用聚乙烯，其厚度：40μm；孔隙率：36％；曲折度：16；孔径：10nm～50nm。该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂为N，N-二(2-羟基苯基)亚乙基二胺-N，N-二乙酸盐酸盐和二羟乙基甘氨酸的组合；稳定剂的含量为功能性涂层总重的1％。所述的填充剂为氧化铝和氧化硅的组合，其添加量为功能性涂层总重的90％；所述的粘接剂为氨基甲酸酯，其添加量为功能性涂层总重的6.5％。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的2％；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、月桂醇硫酸钠和烷基磺酸盐的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.5％。

Claims (10)

1.一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂选自三乙烯四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、1，3-二氨-2-羟丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸、N，N-二(2-羟基苯基)亚乙基二胺-N，N-二乙酸盐酸盐、二羟乙基甘氨酸中的一种或一种以上的组合；稳定剂的含量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.5-8％。
2.根据权利要求1所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述的填充剂为氧化铝、氧化硅、黏土以及勃姆石中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的40-95％，优选为80～90％。
3.根据权利要求1所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述的填充剂优选为改性氧化铝，具体的为将氧化铝与稳定剂共混形成均匀溶液，然后经高速分散1～5h后烘干得到，所得改性氧化铝粉末表面及介孔中充填有稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述的粘接剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.5-20％，优选为3-10％。
5.根据权利要求1所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、海藻酸钠中的一种或一种以上组合，优选为羧甲基纤维素钠，增稠剂的添加量为功能性涂层总重的0.1-20％，优选为0.1-5％；所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能性涂层总重的0.1-5％，优选为0.1-1％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述的多孔膜基材选用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种或几种，其厚度：5～100μm；孔隙率：20％～80％；孔径：10nm～500nm；优选为孔隙率为30～50％；孔径为10～50nm。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，其特征在于：所述功能性涂层位于多孔膜基材的一面或两面，其厚度为100nm-20μm，优选为1μm-5μm；涂层重量为1g/m2-10g/m2，优选为1g/m2-5g/m2。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的功能性隔膜的生产工艺，其特征在于，包括以下过程：将填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和溶剂通过高速分散混合在一起，然后再加入稳定剂，混合均匀形成功能性涂层涂料；将功能性涂层涂料均匀涂布在多孔膜基材的一面或两面，然后干燥、切条，即制备得到所需的镍钴锰酸锂电池用功能性隔膜。
9.根据权利要求8所述的功能性隔膜的生产工艺，其特征在于：所述多孔膜基材为将聚合物原料熔融挤出后，通过热致相分离、拉伸、熔喷或者静电纺丝形成多孔性薄膜，优选为热致相分离工艺，其中挤出机温度：170-220℃；熔体温度：160-205℃；流延温度：10-60℃；拉伸温度：70-130℃；拉伸速比：4-8.5倍；所述功能性涂层通过微凹版涂布、浸涂、转移涂布、凹版涂布或喷涂工艺涂布于多孔膜基材表面，优选为微凹版涂布工艺。
10.一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的功能性隔膜。
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