疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料及其制备方法与流程

allin2026-08-15  25


本发明属于电池隔膜,具体来说涉及一种疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料及其制备方法。


背景技术:

1、随着时代的发展,新能源电动汽车已经慢慢的成为人们生活的组成部分,而锂离子电池作为电动汽车的动力源其安全性以及续航能力等是科研重点,锂电池隔膜在锂离子电池中扮演着重要的角色。

2、电动汽车的安全能力已经成为人们更多关注的焦点。要提高电动汽车的安全能力,一方面要解决锂离子电池水分过高会与负极中的锂离子发生反应,造成活性物质损失,电池容量下降的问题;另一方面也要解决电动汽车中锂离子电池水分过高,水与电解液发生反应,生成hf等有害气体,造成电池内部压力过高,电池鼓壳、泄露,甚至冒烟起火,影响电池的正常使用,并危及人身安全的安全性问题。因此,急需寻求一种安全性能好的锂电池隔膜。

3、锂电池隔膜在锂电池中至关重要。常规的单面氧化铝涂层隔膜疏水性能比较一般,无法满足上述需求。


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疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料的制备方法。

2、本发明的另一目的在于提供上述制备方法获得的疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料。

3、本发明的另一目的在于提供一种隔膜。

4、本发明的另一目的在于提供制备上述隔膜的方法。

5、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

6、一种疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料的制备方法,包括以下步骤:

7、步骤1,将陶瓷粉和表面改性剂混合,于室温条件下搅拌25~30min,压滤,烘干,粉碎,过筛,得到第一粉末,其中,所述表面改性剂为脂肪酸聚合物,所述脂肪酸聚合物的碳原子数≤6,按质量份数计,陶瓷粉和表面改性剂的比为(7~15):(0.1~0.2),脂肪酸聚合物为由脂肪酸单体通过聚合反应而成的高分子化合物,脂肪酸单体为丁酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、正丁酸、戊酸和异戊酸中的一种或几种的混合物,所述脂肪酸聚合物在25℃下的粘度为47~53mpa·s,ph为6~8,密度为0.8~2.05g/ml;

8、在步骤1中,所述烘干为烘干至水分为0.6%~0.8wt%。

9、在步骤1中,所述陶瓷粉为氧化铝和/或勃姆石。

10、在步骤1中,所述陶瓷粉的粒径为400~500nm。

11、在步骤1中,过筛以得到粒径为400~500nm的第一粉末。

12、步骤2,将所述第一粉末和水混合,混合至均匀,得到第一溶液,将所述第一溶液和胶黏剂混合至均匀,得到第二溶液,将所述第二溶液与分散剂混合至均匀,研磨,得到疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料,其中,按质量份数计,第一粉末、水、分散剂和胶黏剂的比为(10~15):(65~79.8):(0.1~0.2):(1~5)。

13、在步骤2中,所述胶黏剂为聚丙烯酸酯,所述分散剂为铵盐分散剂。

14、在步骤2中,将第一粉末和水混合,先以3100~3600r/min的自转速度、10~20r/min的公转速度搅拌10~15min,再以5~7khz的频率超声10~30min至均匀,得到第一溶液。

15、在步骤2中,将第一溶液和胶黏剂混合,先以1000~1500r/min的自转速度、15~20r/min的公转速度搅拌10~15min,再以5~7khz的频率超声10~30min至均匀,得到第二溶液。

16、在步骤2中,以300~450r/min的转速研磨10~15min,得到疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料。

17、上述制备方法获得的疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料。

18、一种隔膜,包括:基膜和涂覆在基膜上的涂层,涂层由所述疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料涂覆得到。

19、制备上述隔膜的方法,包括:将疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料涂覆到基膜上,烘干,得到隔膜。

20、在上述技术方案中,所述基膜为pe膜或pp膜。

21、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

22、本发明使用颗粒状的氧化铝和脂肪酸聚合物进行表面改性,可以有效提高隔膜疏水能力,使其锂电池安全性大大提高,且脂肪酸聚合物表面改性使锂电池中的游离水析出,旨在通过颗粒状氧化铝与脂肪酸聚合物的协同作用形成高分子填充空间结构对疏水能力进一步提升,并减少锂离子与锂电池中的游离水发生反应造成正极中的活性物质损失导致锂离子电池容量下降的概率,从而提高电池耐久度,进而提高新能源电动汽车的续航能力。



技术特征:

1.一种疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述陶瓷粉为氧化铝和/或勃姆石。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述胶黏剂为聚丙烯酸酯,所述分散剂为铵盐分散剂。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述烘干为烘干至水分为0.6%~0.8wt%。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述陶瓷粉的粒径为400~500nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,过筛以得到粒径为400~500nm的第一粉末。

7.根据权利要求1~6任意一项所述制备方法获得的疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料。

8.一种隔膜,其特征在于,包括:基膜和涂覆在基膜上的涂层,涂层由权利要求7所述疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料涂覆得到。

9.制备权利要求8所述隔膜的方法,其特征在于,包括:将疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料涂覆到基膜上,烘干,得到隔膜。

10.脂肪酸聚合物和陶瓷粉协同提高隔膜疏水能力的用途,其特征在于,脂肪酸单体为丁酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、正丁酸、戊酸和异戊酸中的一种或几种的混合物,所述脂肪酸聚合物在25℃下的粘度为47~53mpa·s,ph为6~8,密度为0.8~2.05g/ml。


技术总结
本发明公开了一种疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料及其制备方法,包括:将陶瓷粉和表面改性剂混合,于室温条件下搅拌,压滤,烘干,粉碎,过筛,得到第一粉末,其中,表面改性剂为脂肪酸聚合物,脂肪酸聚合物的碳原子数≤6;将第一粉末和水混合,混合至均匀,得到第一溶液,将第一溶液和胶黏剂混合至均匀,得到第二溶液,将第二溶液与分散剂混合至均匀,研磨,得到疏水陶瓷隔膜的锂电池隔膜浆料。本发明使用氧化铝和脂肪酸聚合物进行表面改性,可以有效提高隔膜疏水能力,且脂肪酸聚合物表面改性使锂电池中的游离水析出,旨在通过氧化铝与脂肪酸聚合物的协同作用形成高分子填充空间结构对疏水能力进一步提升。

技术研发人员:袁海朝,徐锋,白子航,苏碧海,呼世磊,田海龙,王建华,周鑫,张寒冬,鞠天乐,李春娇,李德帅,景雪琴,费强,呼佳乐
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:2024/10/31
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