本發(fā)明涉及鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種高安全性鋰電池隔膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電率小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車中。鋰離子電池由正、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及電池外殼組成。隔膜作為電池的“第三極”，是鋰離子電池中的關(guān)鍵內(nèi)層組件之一。隔膜吸收電解液后，可隔離正、負(fù)極，以防止短路，同時(shí)允許鋰離子的傳導(dǎo)。在過度充電或者溫度升高時(shí)，隔膜通過閉孔來阻隔電流傳導(dǎo)，防止爆炸。隔膜性能的優(yōu)勢決定電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻，進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能，充放電電流密度等關(guān)鍵特性。性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能起著有重要的作用。常用的鋰電池隔膜主要為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等聚烯烴高分子材料，其具有較高的拉伸強(qiáng)度和電解液浸潤性，但是這些材料熱融化溫度較低，熱穩(wěn)定性較差，電池內(nèi)部熱失控時(shí)，隔膜收縮導(dǎo)致正負(fù)極接觸而短路，從而造成安全隱患。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池隔膜所存在的上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，具有熱關(guān)斷功能，安全性高的鋰離子電池隔膜。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池隔膜制備方法，工藝步驟簡單，可操作性強(qiáng)，適合工業(yè)化應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種高安全性鋰電池隔膜，所述高安全性鋰電池隔膜包括基膜及涂覆于基膜單面或雙面的包覆氧化鋁涂層，所述包覆氧化鋁涂層厚度為1～4μm。本發(fā)明的隔膜在基膜單面或雙面涂有包覆氧化鋁涂層，涂層中的包覆氧化鋁附著在隔膜和極片中間，可隔斷正負(fù)極，且不會(huì)隨著隔膜收縮而收縮，對于提高電池?zé)岱€(wěn)定性具有顯著的效果，同時(shí)包覆氧化鋁表面的包覆層在電池內(nèi)部溫度升高時(shí)可發(fā)生熔融，填充在聚烯烴隔膜微孔中，隔斷正負(fù)極，切斷電流通過，起到保護(hù)鋰離子電池的作用，從而提高電池使用安全性。作為優(yōu)選，所述基膜為聚烯烴隔膜，厚度5～40μm。作為優(yōu)選，所述聚烯烴隔膜為聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜。一種高安全性鋰電池隔膜制備方法，包括以下步驟：(1)制備包覆氧化鋁：將氧化鋁加入包覆液中超聲分散后，過濾，烘干，即得包覆氧化鋁，所述包覆液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：40～50％低熔點(diǎn)聚乙烯乳液，0.1～0.2％季銨鹽，0.3～0.5％硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1～0.3％硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水。包覆液是本發(fā)明的關(guān)鍵，能使氧化鋁表面形成一層熔點(diǎn)為100℃左右的包覆膜，其中低熔點(diǎn)聚乙烯乳液為主成膜劑，硬脂酸聚氧乙烯酯為輔成膜劑，季銨鹽為抗靜電劑，硅烷偶聯(lián)劑KH-550為分散、乳化劑，能使納米氮化硅均勻分散。包覆液中各組分相互協(xié)同，有利于氧化鋁均勻分散，與氧化鋁之間結(jié)合強(qiáng)度高，成膜均勻。(2)制備漿料：按10～30％包覆氧化鋁，0.1～0.3％粘結(jié)劑，余量為溶劑的質(zhì)量百分含量配比計(jì)量各組分，先將粘結(jié)劑溶于溶劑中，再加入包覆氧化鋁超聲分散，得漿料。(3)涂覆烘干：將漿料均勻涂覆于基膜單面或雙面，烘干，即得高安全性鋰電池隔膜。作為優(yōu)選，所述氧化鋁粒徑為0.1～1μm。作為優(yōu)選，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。作為優(yōu)選，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。因此，本發(fā)明具有如下有益效果：(1)本發(fā)明的隔膜在基膜單面或雙面涂有包覆氧化鋁涂層，涂層中的包覆氧化鋁附著在隔膜和極片中間，可隔斷正負(fù)極，且不會(huì)隨著隔膜收縮而收縮，對于提高電池?zé)岱€(wěn)定性具有顯著的效果，同時(shí)包覆氧化鋁表面的包覆層在電池內(nèi)部溫度升高時(shí)可發(fā)生熔融，填充在聚烯烴隔膜微孔中，隔斷正負(fù)極，切斷電流通過，起到保護(hù)鋰離子電池的作用，從而提高電池使用安全性；(2)公開了包覆液的具體配方，制備方法工藝步驟簡單，可操作性強(qiáng)，適合工業(yè)化應(yīng)用。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1(1)制備包覆氧化鋁：將粒徑為0.1μm的氧化鋁加入包覆液中超聲分散后，過濾，烘干，即得包覆氧化鋁，所述包覆液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：40％低熔點(diǎn)聚乙烯乳液，0.1％季銨鹽，0.3％硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1％硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；(2)制備漿料：按10％包覆氧化鋁，0.1％粘結(jié)劑(聚偏氟乙烯)，余量為溶劑(N-甲基吡咯烷酮)的質(zhì)量百分含量配比計(jì)量各組分，先將粘結(jié)劑溶于溶劑中，再加入包覆氧化鋁超聲分散，得漿料；(3)涂覆烘干：將漿料均勻涂覆于厚度為5μm的聚乙烯隔膜單面，涂覆厚度為1μm，烘干，即得高安全性鋰電池隔膜。實(shí)施例2(1)制備包覆氧化鋁：將粒徑為0.5μm的氧化鋁加入包覆液中超聲分散后，過濾，烘干，即得包覆氧化鋁，所述包覆液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：45％低熔點(diǎn)聚乙烯乳液，0.15％季銨鹽，0.4％硬脂酸聚氧乙烯酯，0.2％硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；(2)制備漿料：按20％包覆氧化鋁，0.2％粘結(jié)劑(聚四氟乙烯)，余量為溶劑(N-甲基吡咯烷酮)的質(zhì)量百分含量配比計(jì)量各組分，先將粘結(jié)劑溶于溶劑中，再加入包覆氧化鋁超聲分散，得漿料；(3)涂覆烘干：將漿料均勻涂覆于厚度為20μm的聚丙烯隔膜雙面，涂覆厚度為3μm，烘干，即得高安全性鋰電池隔膜。實(shí)施例3(1)制備包覆氧化鋁：將粒徑為1μm的氧化鋁加入包覆液中超聲分散后，過濾，烘干，即得包覆氧化鋁，所述包覆液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：50％低熔點(diǎn)聚乙烯乳液，0.2％季銨鹽，0.5％硬脂酸聚氧乙烯酯，0.3％硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；(2)制備漿料：按30％包覆氧化鋁，0.3％粘結(jié)劑(聚偏氟乙烯)，余量為溶劑(N-甲基吡咯烷酮)的質(zhì)量百分含量配比計(jì)量各組分，先將粘結(jié)劑溶于溶劑中，再加入包覆氧化鋁超聲分散，得漿料；(3)涂覆烘干：將漿料均勻涂覆于厚度為40μm的聚乙烯隔膜雙面，涂覆厚度為4μm，烘干，即得高安全性鋰電池隔膜。由上述各實(shí)施例得到的高安全性鋰電池隔膜安全性能測試結(jié)果如下：測試項(xiàng)目現(xiàn)象針刺不起火、不爆炸短路不起火、不爆炸過充不起火、不爆炸由此可知，本發(fā)明的高安全性鋰電池隔膜安全性能優(yōu)異，可提高電池使用安全性，適合推廣應(yīng)用。以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。當(dāng)前第1頁1 2 3