本發(fā)明涉及電池，尤其涉及一種電池隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車與能量存儲領(lǐng)域的快速發(fā)展，動力鋰離子電池技術(shù)逐漸成為研究熱點，這就對電池的各個組件提出了更高要求。隔膜位于正負極之間，雖不參與電化學(xué)反應(yīng)，但卻起著隔離正負極并允許鋰離子快速通過的作用，從而決定了電池的充放電與安全性能。

2、無紡布隔膜具有成本低、孔隙率高等優(yōu)勢，且可通過原料選擇實現(xiàn)耐高溫功能，成為未來動力鋰電隔膜的發(fā)展趨勢。然而，任意取向纖維堆積形成的無紡布膜存在孔徑較大且不均勻、力學(xué)性能差等問題，需要通過合適手段將孔徑、力學(xué)性能優(yōu)化才能用作鋰離子電池隔膜。否則，直接使用會造成電池短路現(xiàn)象發(fā)生。將粘接劑如聚偏氟乙烯、納米粒子混合制備的漿料引入無紡布表面是優(yōu)化隔膜孔徑常用的方法。

3、然而，這種傳統(tǒng)涂層仍有以下問題：在電解液的長期溶脹作用下，涂層容易脫落，導(dǎo)致電池中微短路現(xiàn)象的發(fā)生及電池性能的衰退；傳統(tǒng)涂層的引入，對無紡布膜的力學(xué)性能的提高有限，不利于鋰枝晶的抑制及電池性能的穩(wěn)定；缺乏對鋰離子傳遞行為的調(diào)控作用。綜上所述，傳統(tǒng)涂層易脫落、力學(xué)性能差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種電池隔膜及其制備方法，旨在解決傳統(tǒng)涂層易脫落、力學(xué)性能差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電池隔膜，包括無紡布膜，所述無紡布膜的外壁面上涂設(shè)有陶瓷漿料涂層，其中，所述陶瓷漿料涂層的組分包括溶劑、粘接劑和離子液體改性的埃洛石管。

3、在一實施例中，所述粘接劑的質(zhì)量濃度范圍為5％-15％；

4、所述離子液體改性的埃洛石管的質(zhì)量濃度范圍為0.5％-4.5％。

5、在一實施例中，所述溶劑為丙酮、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺中的一種或兩種。

6、在一實施例中，所述粘接劑為聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟二烯-三氯乙烯或聚四氟乙烯中的一種。

7、本發(fā)明還提供一種電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8、將粘接劑和離子液體改性的埃洛石管分散于溶劑中攪拌均勻，得到物理交聯(lián)的陶瓷漿料；

9、將所述陶瓷漿料涂覆到無紡布膜表面；

10、干燥處理所述無紡布膜得到無紡布基復(fù)合隔膜，形成所述電池隔膜。

11、在一實施例中，所述離子液體改性的埃洛石管的制備方法包括：

12、通過二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨在埃洛石管表面進行接枝；

13、通過α-磺基-ω-壬基苯氧基聚氧乙烯基醚鈉鹽對接枝后埃洛石管進行離子交換，得到所述離子液體改性的埃洛石管；

14、其中，所述埃洛石管、所述二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨與所述α-磺基-ω-壬基苯氧基聚氧乙烯基醚鈉鹽的投料比為1∶2～5∶1～3。

15、在一實施例中，所述將所述陶瓷漿料涂覆到無紡布膜表面中的涂覆方式包括浸沒涂覆、刮刀涂布、流延涂布或輥涂法中的任意一種。

16、在一實施例中，所述干燥處理所述無紡布膜中的干燥方式包括真空干燥或鼓風(fēng)干燥中的任意一種。

17、在一實施例中，所述干燥處理所述無紡布膜之后，還包括：

18、熱壓整平所述無紡布膜。

19、本發(fā)明提供一種電池隔膜，將離子液體改性后的埃洛石管用于漿料制備，可以實現(xiàn)納米粒子在聚合物粘接劑中的均勻分散，避免了納米粒子易聚集、界面作用弱的問題。同時，通過納米粒子外圍有機鏈與聚合物粘接劑鏈段的纏結(jié)效應(yīng)還可大幅提升涂層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與機械性能，這不僅能夠解決涂層在長期循環(huán)過程中易脫落的問題，還可提高隔膜的耐刺穿強度，從而提高隔膜的長期循環(huán)穩(wěn)定性。本發(fā)明中采用的離子液體改性的埃洛石管，所含有的季銨鹽可對電解液中的陰離子產(chǎn)生吸附作用，從而改善鋰離子的傳遞行為，提高鋰離子遷移數(shù)，減弱濃差極化現(xiàn)象并抑制鋰枝晶的生長，從而更進一步提升相應(yīng)電池的循環(huán)壽命。

技術(shù)特征：

1.一種電池隔膜，其特征在于，包括無紡布膜，所述無紡布膜的外壁面上涂設(shè)有陶瓷漿料涂層，其中，所述陶瓷漿料涂層的組分包括溶劑、粘接劑和離子液體改性的埃洛石管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述粘接劑的質(zhì)量濃度范圍為5％-15％；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述溶劑為丙酮、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺中的一種或兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述粘接劑為聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟二烯-三氯乙烯或聚四氟乙烯中的一種。

5.一種電池隔膜的制備方法，用以制備根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的電池隔膜，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述離子液體改性的埃洛石管的制備方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述將所述陶瓷漿料涂覆到無紡布膜表面中的涂覆方式包括浸沒涂覆、刮刀涂布、流延涂布或輥涂法中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述干燥處理所述無紡布膜中的干燥方式包括真空干燥或鼓風(fēng)干燥中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述干燥處理所述無紡布膜之后，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種電池隔膜及其制備方法。電池隔膜包括無紡布膜，無紡布膜的外壁面上涂設(shè)有陶瓷漿料涂層，其中，陶瓷漿料涂層的組分包括溶劑、粘接劑和離子液體改性的埃洛石管。將離子液體改性后的埃洛石管用于漿料制備，可以實現(xiàn)納米粒子在聚合物粘接劑中的均勻分散，避免了納米粒子易聚集的問題。納米粒子外圍有機鏈與聚合物粘接劑鏈段的纏結(jié)效應(yīng)還可大幅提升涂層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與機械性能，提高隔膜的耐刺穿強度。同時，改性的埃洛石管所含有的季銨鹽還可對電解液中的陰離子產(chǎn)生吸附作用，從而改善鋰離子的傳遞行為，提高鋰離子遷移數(shù)，減弱濃差極化現(xiàn)象并抑制鋰枝晶的生長，進一步提升相應(yīng)電池的循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：許靜,郭彩霞,楊明,楊詩文,王樺
受保護的技術(shù)使用者：湖北先創(chuàng)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9