锂电池隔膜及其制备方法与流程

本发明属于电池隔膜，具体来说涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会发展，环境和能源危机是全球面临的问题，因此节能减排是人类社会生存发展的必然选择。为了改变这一情况，适应社会发展趋势，各行各业都在改变，创新。这一创新在汽车行业，则表现为电动汽车的开发与使用。电池技术一直是电动汽车发展的瓶颈问题，而锂电池作为动力电池应用最为广泛，同时，电池安全也成了人们关心的问题。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。目前市场上现有的锂电池隔膜的耐高温性能和热稳定性很差，锂电池内的隔膜在受到高温时易出现热收缩的现象，从而影响电池的正常使用。因此，急需设计一种新的用于锂电池的超薄耐高温隔膜，其能够在温度较高的情况下仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小，更耐高温；使得锂电池在实际的使用过程中寿命更长，且更加稳定安全。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂电池隔膜。

2、本发明的另一目的在于提供制备上述锂电池隔膜的方法。

3、本发明的另一目的在于提供一种浆料。

4、本发明的另一目的在于提供上述浆料的制备方法。

5、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

6、一种锂电池隔膜，包括：基膜和基膜上的涂层，所述涂层由锂电池隔膜浆料涂覆得到，锂电池隔膜浆料中包括：纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶，按质量份数计，纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶的比为(22～29)：(0.1～0.45)。

7、在上述技术方案中，纳米氧化铝的粒径为：d50为300～500nm，d90＜1200nm。

8、在上述技术方案中，涂层的厚度为1～2μm。

9、制备上述锂电池隔膜的方法，包括：将锂电池隔膜浆料涂覆在基膜上，烘干，在基膜上得到涂层，得到锂电池隔膜。

10、在上述技术方案中，烘干的时间为2～4min，烘干的温度为80～100℃。

11、在上述技术方案中，涂覆的速度为30～40m/min。

12、一种锂电池隔膜浆料，包括：纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶，按质量份数计，纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶的比为(22～29)：(0.1～0.45)。

13、在上述技术方案中，所述锂电池隔膜浆料还包括：分散剂、粘接剂和润湿剂，按质量份数计，纳米氧化铝、分散剂、粘接剂和润湿剂的比为(22～29)：(0.5～1.0)：(5～8)：(0.3～0.8)。

14、在上述技术方案中，所述锂电池隔膜浆料还包括水。

15、在上述技术方案中，分散剂为丙烯酸酯共聚物溶液，丙烯酸酯共聚物溶液的固含量为38～45wt％。

16、在上述技术方案中，粘接剂为丙烯酸酯。

17、在上述技术方案中，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

18、在上述技术方案中，锂电池隔膜浆料的粒径为d50：0.4～0.7微米、d90：1.2～1.5微米。

19、上述锂电池隔膜浆料的制备方法，包括：将纳米氧化铝、水、分散剂、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂混合至均匀，得到锂电池隔膜浆料，按质量份数计，纳米氧化铝、所述水、分散剂、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂的比为(22～29)：(36.2～59.2)：(0.5～1.0)：(10～15)：(5～8)：(0.3～0.8)。

20、在上述技术方案中，所述海藻酸钠复合水凝胶溶液包括：海藻酸钠复合水凝胶，海藻酸钠复合水凝胶溶液中海藻酸钠复合水凝胶的浓度为1～3wt％。

21、在上述技术方案中，制备海藻酸钠复合水凝胶溶液的方法包括：将粉末状的海藻酸钠和溶剂混合，在常温下，搅拌至少60min至均匀，调节ph至8～10，得到海藻酸钠复合水凝胶溶液，按质量份数计，海藻酸钠和溶剂的比为(1～3)：(97～99)。

22、在制备海藻酸钠复合水凝胶溶液的方法中，所述溶剂为水。

23、在制备海藻酸钠复合水凝胶溶液的方法中，通过添加氨水实现所述调节ph至8～10。

24、在制备海藻酸钠复合水凝胶溶液的方法中，搅拌的自转转速为1000～1500r/min，搅拌的公转速度为25～35r/min。

25、在上述技术方案中，锂电池隔膜浆料的制备方法包括：将纳米氧化铝、水和分散剂混合至均匀，得到第一溶液，将所述第一溶液、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂混合至均匀，得到锂电池隔膜浆料。

26、在上述技术方案中，将纳米氧化铝、水和分散剂混合，先以2000～2500r/min的自转转速、35～45r/min的公转速度搅拌至少60min，再以5～8khz的频率超声至少10min至均匀，得到第一溶液。

27、在上述技术方案中，将第一溶液、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂混合，在真空条件下同时搅拌和超声15～20min至均匀，得到锂电池隔膜浆料，其中，搅拌的自转转速为2000～2500r/min、公转速度为35～45r/min，真空压强小于-0.1mpa，超声的频率为5～8khz。

28、纳米氧化铝和海藻酸钠协同提高隔膜吸液率和/或保液率中的应用。

29、纳米氧化铝和海藻酸钠协同提高隔膜耐热性中的应用。

30、纳米氧化铝和海藻酸钠协同提高隔膜粘结性中的应用。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

32、本发明通过在基膜表面涂覆以纳米氧化铝为主材、掺加海藻酸钠复合水凝胶溶液制成的锂电池隔膜浆料，得到隔膜，提高基膜耐热性、绝缘性，解决了现有技术隔膜热收缩严重的问题，从而提高锂电池安全性，还可以改善隔膜的吸液保液性。本发明的锂电池隔膜浆料与基膜具有较好的结合性，在微观下，电池隔膜具有较好的支撑性。

技术特征：

1.一种锂电池隔膜，其特征在于，包括：基膜和基膜上的涂层，所述涂层由锂电池隔膜浆料涂覆得到，锂电池隔膜浆料中包括：纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶，按质量份数计，纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶的比为(22～29)：(0.1～0.45)。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，涂层的厚度为1～2μm。

3.制备权利要求1～2任意一项所述锂电池隔膜的方法，其特征在于，包括：将锂电池隔膜浆料涂覆在基膜上，烘干，在基膜上得到涂层，得到锂电池隔膜。

4.一种锂电池隔膜浆料，其特征在于，包括：纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶，按质量份数计，纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶的比为(22～29)：(0.1～0.45)。

5.根据权利要求4所述的锂电池隔膜浆料，其特征在于，所述锂电池隔膜浆料还包括：分散剂、粘接剂和润湿剂，按质量份数计，纳米氧化铝、分散剂、粘接剂和润湿剂的比为(22～29)：(0.5～1.0)：(5～8)：(0.3～0.8)。

6.如权利要求5所述锂电池隔膜浆料的制备方法，其特征在于，包括：将纳米氧化铝、水、分散剂、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂混合至均匀，得到锂电池隔膜浆料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠复合水凝胶溶液包括：海藻酸钠复合水凝胶，海藻酸钠复合水凝胶溶液中海藻酸钠复合水凝胶的浓度为1～3wt％。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，纳米氧化铝、所述水、分散剂、海藻酸钠复合水凝胶溶液、粘接剂和润湿剂的比为(22～29)：(36.2～59.2)：(0.5～1.0)：(10～15)：(5～8)：(0.3～0.8)。

9.纳米氧化铝和海藻酸钠协同提高隔膜吸液率和/或保液率的应用。

10.纳米氧化铝和海藻酸钠协同提高隔膜耐热性和/或粘结性的应用。

技术总结
本发明公开了一种锂电池隔膜及其制备方法，锂电池隔膜包括基膜和基膜上的涂层，所述涂层由锂电池隔膜浆料涂覆得到，锂电池隔膜浆料中包括：纳米氧化铝和海藻酸钠复合水凝胶。本发明通过在基膜表面涂覆以纳米氧化铝为主材，掺加海藻酸钠复合水凝胶溶液制成的锂电池隔膜浆料，得到隔膜，提高基膜耐热性、绝缘性，解决了现有技术隔膜热收缩严重的问题，从而提高锂电池安全性，还可以改善隔膜的吸液保液性。

技术研发人员：袁海朝,徐锋,王亮亮,王腾飞,苏碧海,田海龙,田帅旗,王欣蕊
受保护的技术使用者：河北金力新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20