本發(fā)明涉及鋰電池隔膜制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
為了提高鋰電池的安全性，作為重要組成的隔膜的熱收縮受到越來越多的關(guān)注，因此低熱收縮隔膜成為了市場(chǎng)主流。陶瓷涂覆隔膜因其較高的耐熱性能可以有效提高聚烯烴微孔膜的熱穩(wěn)定性，公開號(hào)為CN 105206779 A的陶瓷隔膜及其制備方法，涂層陶瓷采用可脫嵌鋰離子的化合物，從而提高了隔膜的耐熱性能，但所用陶瓷顆粒比表面積大，分散性低，易發(fā)生團(tuán)聚，存在“掉粉”現(xiàn)象。公開號(hào)為CN 104538576 A的一種鋰離子電池用改性陶瓷隔膜及制備方法，隔膜涂層由經(jīng)過烷基陰離子表面活性劑，乙烯基或氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的陶瓷涂覆而成，能夠減少粉體團(tuán)聚，提高了分散性，一定程度上改善了隔膜的熱穩(wěn)定性，但是在動(dòng)力/儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電池的高輸出、高容量的情況下，電池在異常行為發(fā)生著火或爆炸的可能性是現(xiàn)有電池的幾倍至幾十倍，該種隔膜不能快速導(dǎo)熱或阻燃，不能應(yīng)付電池短路時(shí)溫度急速升高的情況；極性較大的無機(jī)陶瓷顆粒與低極性聚烯烴微孔膜表面相容性較差，粘結(jié)劑作用為提高兩者間的粘附作用及增強(qiáng)微孔膜的機(jī)械強(qiáng)度，但是粘結(jié)劑一般粘度較低，導(dǎo)致潤(rùn)濕性較差，大多數(shù)引入增稠劑改善漿料潤(rùn)濕性，但聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸鈉、CMC等含羥基的增稠劑易使?jié){料凝膠化，影響涂覆隔膜性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，提供一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其能提高鋰電池的熱穩(wěn)定性，提高陶瓷涂層與隔膜間的粘附作用，保證鋰電池隔膜長(zhǎng)時(shí)間保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生變形，提高鋰電池使用的安全性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將勃姆石粉末和去離子水混合高速攪拌，然后加入粘結(jié)劑和增稠劑，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于基膜的一側(cè)或兩側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜。
作為一種優(yōu)選方案，步驟1)中勃姆石粉末的質(zhì)量比為12-58.8％，去離子水的質(zhì)量比為40-80％，粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.5-4％，增稠劑的質(zhì)量比為0.05-2％。
作為一種優(yōu)選方案，所述勃姆石粉末的D50為1.5-2.5μm。
作為一種優(yōu)選方案，所述勃姆石粉末的比表面積為3.0-4.5m2/g。
作為一種優(yōu)選方案，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、丁苯乳膠、苯丙乳膠或聚丙烯酸中的一種或幾種。
作為一種優(yōu)選方案，所述增稠劑為聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯腈或聚氨酯中的一種或幾種。
作為一種優(yōu)選方案，步驟2)中的基膜為聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或聚乙烯和聚丙烯復(fù)合微孔膜中的一種。
作為一種優(yōu)選方案，所述基膜的厚度為10-30μm。
作為一種優(yōu)選方案，所述基膜的孔隙率為30-60％。
作為一種優(yōu)選方案，步驟2)中的陶瓷涂層的厚度為0.5-4μm。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，具體而言，勃姆石具有較好的導(dǎo)熱性和阻燃性，這樣既能使隔膜能迅速導(dǎo)熱，提高隔膜的熱穩(wěn)定性，又能阻止鋰電池發(fā)生大范圍的燃燒和爆炸，提高鋰電池的安全性能；勃姆石分散性較好，與高聚合物之間有較好的相容性，提高陶瓷涂層與隔膜間的粘附作用，不易剝離脫落，保證鋰電池隔膜長(zhǎng)時(shí)間保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生變形，提高鋰電池使用的安全性；勃姆石硬度低、比重輕，能有效降低生產(chǎn)設(shè)備的磨損程度，也能提高水性混合漿料的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高鋰電池的安全性能；陶瓷漿料中的增稠劑不含有羥基，這樣在增加陶瓷漿料潤(rùn)濕性的同時(shí)也提高了陶瓷漿料的穩(wěn)定性，提高隔膜的機(jī)械性能。
為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)手段及其所達(dá)到的具體目的和功能，下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將24gD50為1.5μm的勃姆石粉末和160g去離子水混合高速攪拌，然后加入12g聚偏氟乙烯和4g聚丙烯酰胺，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為10μm的聚乙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為3μm。
實(shí)施例2
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將50gD50為1.5μm的勃姆石粉末和68g去離子水混合高速攪拌，然后加入80g聚乙烯醇和2g聚氧化乙烯，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為20μm的聚乙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為3μm。
實(shí)施例3
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將117.6gD50為2μm的勃姆石粉末和80g去離子水混合高速攪拌，然后加入2g聚醋酸乙烯酯和0.4g聚丙烯腈，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為20μm的聚丙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為4μm。
實(shí)施例4
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將80gD50為2μm的勃姆石粉末和113.9g去離子水混合高速攪拌，然后加入6g丁苯乳膠和0.1g聚氨酯，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為30μm的聚丙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為0.5μm。
實(shí)施例5
一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟
1)陶瓷漿料配備：將93gD50為2.5μm的勃姆石粉末和103g去離子水混合高速攪拌，然后加入1g苯丙乳膠和3g聚氧化乙烯，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為20μm的聚乙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為4μm。
對(duì)比例
1)陶瓷漿料配備：將80g氧化鋁粉末和108g去離子水混合高速攪拌，然后加入8g聚乙烯醇和4g羧甲基纖維素鈉，在800-10000r/min的條件下攪拌20-60min，得到陶瓷漿料；
2)涂布：將由步驟1)制得的陶瓷漿料涂布于厚度為20μm的聚乙烯微孔膜的一側(cè)，經(jīng)在溫度為40℃-85℃的條件下烘烤1-5min后得到陶瓷涂層，制得鋰電池陶瓷隔膜，其中，陶瓷涂層的厚度為4μm。
測(cè)試1
取采用實(shí)施例1-5和對(duì)比例方法制得的隔膜，按照尺寸為20mm×200mm裁剪的樣品各5個(gè)，然后用拉力試驗(yàn)機(jī)對(duì)各個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表一。
測(cè)試結(jié)果
表一
由表一可知，采用實(shí)施例1-5方法制得的隔膜的粘結(jié)力比采用對(duì)比例方法制得的隔膜的粘結(jié)力高，發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是非羥基類增稠劑較羥基類增稠劑更有利于提高陶瓷與隔膜間的粘結(jié)力。
測(cè)試2
各取采用實(shí)施例1-5和對(duì)比例方法制得陶瓷漿料50g，置于TURBSCAN穩(wěn)定分析儀中，測(cè)試24h，記錄各組漿料的穩(wěn)定時(shí)長(zhǎng)，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在表二中。
測(cè)試結(jié)果
表二
由表二可知，采用實(shí)施例1-5方法制得的陶瓷漿料的穩(wěn)定時(shí)長(zhǎng)較采用對(duì)比例方法制得的陶瓷漿料長(zhǎng)。
測(cè)試3
取采用實(shí)施例1-5與對(duì)比例方法制得的隔膜，分別與鈷酸鋰正極極片和石墨負(fù)極極片采用卷繞工藝，制成軟包裝鋰離子電池，再將制成的鋰電池進(jìn)行穿釘測(cè)試(4.3V高電壓電池)，測(cè)試結(jié)果記錄在表三中。
測(cè)試結(jié)果
表三
由表三可知，采用實(shí)施例1-5及對(duì)比例方法制得的隔膜在穿釘測(cè)試中均未發(fā)生起火、冒煙、爆炸現(xiàn)象，但采用對(duì)比例方法制得的隔膜的峰值溫度卻顯著高于采用實(shí)施例1-5方法制得的隔膜，原因是穿釘過程中電池因內(nèi)部短路致使溫度急速升高，氧化鋁陶瓷隔膜導(dǎo)熱性較低、熱穩(wěn)性相對(duì)較差，容易引發(fā)隔膜收縮，導(dǎo)致電芯大面積短路，促進(jìn)隔膜升溫惡化，形成惡性循環(huán)；而勃姆石陶瓷隔膜導(dǎo)熱性好而且具有阻燃效果，可以實(shí)現(xiàn)快速散熱，避免隔膜受熱熔解引起的電芯大面積短路，從而抑制電池溫度的急速升高，提高電池的安全性能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)際對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。