本发明涉及电池隔膜
技术领域：
，尤其涉及一种锂电池隔膜及其制备方法以及锂电池。
背景技术：
：锂电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。隔膜作为锂电池重要的组成部分之一，具有分隔锂电池正负极，同时又可使电解质离子自由迁移通过的作用。隔膜的性能对锂电池的安全性能与电性能都有重要影响。目前常用的锂电池隔膜主要为聚乙烯(pe)隔膜和聚丙烯(pp)隔膜，pe隔膜的熔点在130℃左右，pp隔膜的熔点在160℃左右，在电池工作环境温度较高，或者放电电流过大时，由于电解质的热惯性作用，隔膜遮断电流后温度还会继续升高，达到膜破坏温度时，隔膜会完全破坏，致使电池内部短路温度继续升高，从而导致电池爆炸。为了改善隔膜的耐热性，市面上出现了陶瓷复合膜，陶瓷复合膜是在pp隔膜或pe隔膜的一侧涂覆陶瓷涂层。这类复合膜虽然能够提高隔膜的耐热性，但也存在一些缺点，如陶瓷涂层与锂电池电解液的浸润性较差，导致隔膜的吸液能力较差。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种锂电池隔膜及其制备方法以及锂电池，本发明提供的锂电池隔膜除了具有良好的耐热性之外，还具有良好的吸液能力。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：将改性无机粒子分散到溶剂中，得到分散浆料；将所述分散浆料涂覆到锂电池隔膜基材的表面，干燥后得到锂电池隔膜；所述改性无机粒子由无机粒子经硅烷偶联剂改性得到。优选的，所述改性无机粒子的制备包括：将硅烷偶联剂和乙醇混合，向所得混合液中加入无机粒子，搅拌，固液分离后得到改性无机粒子。优选的，所述无机粒子包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝或硫酸钡；所述无机粒子的粒径为0.1～5μm。优选的，所述无机粒子、硅烷偶联剂和乙醇的用量比为30g∶(0.1～1.5)g∶(45～75)ml。优选的，所述搅拌的速率为300～600r/min，搅拌的时间为0.5～2h。优选的，所述分散浆料中改性无机粒子与溶剂的用量比为(30～40)g∶(80～100)ml。优选的，所述溶剂为乙醇和水，所述乙醇和水的体积比为(1～2)∶(60～80)。优选的，所述干燥的温度为40～80℃。本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的锂电池隔膜，包括锂电池隔膜基材和附着于锂电池隔膜基材表面的改性无机粒子层。本发明提供了一种锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述隔膜为上述方案所述的锂电池隔膜。本发明提供了一种锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性无机粒子分散到溶剂中，得到分散浆料；将所述分散浆料涂覆到锂电池隔膜基材上，干燥后得到锂电池隔膜；所述改性无机粒子由无机粒子经硅烷偶联剂改性得到。本发明的无机粒子经硅烷偶联剂改性后具有良好的亲水性，在保持良好耐热性的前提下，能有效增强锂电池隔膜的吸液能力。实施例结果表明，本发明制备的锂电池隔膜的吸液率高达170～188％，闭孔温度为176～185℃，说明本发明制备的锂电池隔膜具有良好的耐热性和吸液能力。具体实施方式本发明提供了一种锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：将改性无机粒子分散到溶剂中，得到分散浆料；将所述分散浆料涂覆到锂电池隔膜基材的表面，干燥后得到锂电池隔膜；所述改性无机粒子由无机粒子经硅烷偶联剂改性得到。本发明将改性无机粒子分散到溶剂中，得到分散浆料。在本发明中，所述改性无机粒子由无机粒子经硅烷偶联剂改性得到；所述改性无机粒子的制备优选包括：将硅烷偶联剂和乙醇混合，向所得混合液中加入无机粒子，搅拌，固液分离后得到改性无机粒子。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选为kh-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)。本发明对所述硅烷偶联剂和乙醇的混合方式没有特殊要求，任意能够将二者混合均匀的方式均可。在本发明中，所述无机粒子优选包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝或硫酸钡；所述无机粒子的粒径优选为0.1～5μm，更优选为0.3～3μm。在本发明中，所述无机粒子、硅烷偶联剂和乙醇的用量比优选为30g∶(0.1～1.5)g∶(45～75)ml，更优选为30g∶(0.5～1.2)g∶(50～70)ml。在本发明中，所述搅拌的速率优选为300～600r/min，更优选为400～500r/min；所述搅拌的时间优选为0.5～2h，更优选为1～1.5h。本发明对所述固液分离的方式没有特殊要求，本领域熟知的固液分离方式均可，如过滤。固液分离后，本发明优选还包括对分离后的固体物料依次进行烘干和研磨，得到改性无机粒子。本发明对所述烘干的条件没有特殊要求，能够实现表面干燥即可，烘干的温度不宜超过100℃。本发明对所述研磨的方式没有特殊要求，本领域熟知的研磨方式均可。研磨后改性无机粒子的粒径优选为0.1～5μm。本发明采用硅烷偶联剂对无机粒子进行改性，改性后的无机粒子具有良好的亲水性，能有效增强锂电池隔膜的吸液和保液能力。此外，经硅烷偶联剂改性后的无机粒子与锂电池隔膜基材还具有良好的粘结性能，可避免额外使用粘结剂，简化了制备工艺。得到改性无机粒子后，本发明将改性无机粒子分散到溶剂中，得到分散浆料。在本发明中，所述分散浆料中改性无机粒子与溶剂的固液比优选为(30～40)g∶(80～100)ml，更优选为(32～37)g∶(85～95)ml。在本发明中，所述溶剂优选为乙醇和水的混合液，所述乙醇和水的体积比优选为(1～2)∶(60～80)，更优选为1∶(65～75)。本发明对所述改性无机粒子分散到溶剂中的方式没有特殊要求，任意能够实现改性无机粒子均匀分散的方式均可。得到分散浆料后，本发明将所述分散浆料涂覆到锂电池隔膜基材的表面，干燥后得到锂电池隔膜。在本发明中，所述锂电池隔膜基材的材质优选为聚乙烯或聚丙烯。本发明对所述涂覆的方式没有特殊要求，具体可以为旋涂、刷涂、辊涂等。在本发明中，所述涂覆的厚度优选为1～8μm，更优选为3～6μm。本发明所述涂覆的厚度指的是干燥后的厚度。在本发明中，所述干燥的温度优选为40～80℃，本发明对所述干燥的时间没有特殊要求，能实现表面干燥即可。本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的锂电池隔膜，包括锂电池隔膜基材和附着于锂电池隔膜基材表面的改性无机粒子层。本发明的改性无机粒子层具有良好的亲水性，因而使得锂电池隔膜具有良好的吸液和保液能力。本发明还提供了一种锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述隔膜为上述方案所述的锂电池隔膜。本发明对所述锂电池的其他部件没有特殊要求，均为本领域公知。下面结合实施例对本发明提供的锂电池隔膜及其制备方法以及锂电池进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1将1.5g硅烷偶联剂和75ml乙醇混合，向所得混合液中加入30g二氧化硅(平均粒径为0.3μm)，400r/min搅拌1.5h，过滤、烘干、研磨后得到改性无机粒子；取30g改性无机粒子分散到100ml的溶剂中(溶剂中乙醇和水的体积比为1∶60)，得到分散浆料；将所述分散浆料刷涂到聚丙烯隔膜上，40℃干燥后得到锂电池隔膜(聚丙烯层9μm+改性无机粒子层3μm)。实施例2将1.0g硅烷偶联剂和60ml乙醇混合，向所得混合液中加入30g二氧化钛(平均粒径为1.0μm)，600r/min搅拌1.0h，过滤、烘干、研磨后得到改性无机粒子；取30g改性无机粒子分散到80ml的溶剂中(溶剂中乙醇和水的体积比为1∶65)，得到分散浆料；将所述分散浆料刷涂到聚丙烯隔膜上，60℃干燥后得到锂电池隔膜(聚丙烯层9μm+改性无机粒子层3μm)。实施例3将0.5g硅烷偶联剂和50ml乙醇混合，向所得混合液中加入30g三氧化二铝(平均粒径为2.0μm)，500r/min搅拌0.5h，过滤、烘干、研磨后得到改性无机粒子；取30g改性无机粒子分散到90ml的溶剂中(溶剂中乙醇和水的体积比为2∶60)，得到分散浆料；将所述分散浆料刷涂到聚丙烯隔膜上，50℃干燥后得到锂电池隔膜(聚丙烯层9μm+改性无机粒子层3μm)。实施例4将0.2g硅烷偶联剂和45ml乙醇混合，向所得混合液中加入30g硫酸钡(平均粒径为0.5μm)，300r/min搅拌2.0h，过滤、烘干、研磨后得到改性无机粒子；取30g改性无机粒子分散到100ml的溶剂中(溶剂中乙醇和水的体积比为1∶70)，得到分散浆料；将所述分散浆料刷涂到聚丙烯隔膜上，50℃干燥后得到锂电池隔膜(聚丙烯层9μm+改性无机粒子层3μm)。对比例1与实施例1的不同之处仅在于二氧化硅未进行改性。对比例2以聚丙烯隔膜作为锂电池隔膜，聚丙烯隔膜的厚度为12μm。性能测试将实施例1～4、对比例1和对比例2的样品浸泡在锂电池电解液中30min，取出后去除表面电解液，测量并记录其吸液能力，电解液选用1mol/l的六氟磷酸锂溶于体积比为1∶1∶1的dmc/dec/pc；采用电阻突变法测定实施例1～4、对比例1和对比例2样品的闭孔温度，测试结果如表1所示。表1实施例及对比例性能测试结果样品吸液率(％)闭孔温度(℃)实施例1188185实施例2175176实施例3170182实施例4176178对比例1120180对比例298158由表1结果可知，采用传统聚丙烯隔膜的吸液率为98％，闭孔温度为158℃，涂覆无机粒子涂层后(对比例1)，锂电池隔膜的吸液率和闭孔温度都有所提升；当无机粒子改性后，得到的锂电池隔膜的吸液率为170～188％，较采用未改性的无机粒子得到的隔膜吸液率明显提高，且仍具有较高的闭孔温度，说明本发明的无机粒子经硅烷偶联剂改性后具有良好的亲水性，在保持良好耐热性的前提下，能有效增强锂电池隔膜的吸液能力。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3