一種鋰離子電池復合隔膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池復合隔膜及其制備方法；該復合隔膜包括隔膜基材和涂覆于所述隔膜基材至少一個表面上的復合涂層，所述復合涂層包括無機粒子、聚合物和粘結劑，所述聚合物通過所述粘結劑形成粘合聚合物，所述粘合聚合物分布在所述無機粒子中且凸出于所述無機粒子表面。與現有技術相比，本發(fā)明復合涂層中的無機粒子具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，抑制了傳統隔膜基材在高溫情況下的熱收縮，極大提高了其熱穩(wěn)定性，同時復合涂層中凸出的粘合聚合物在鋰離子電池中能與極片粘結在一起從而抑制電池的變形，從而保證電池的安全性和平整性。此外，本發(fā)明鋰離子電池復合隔膜的制備方法工藝簡便、易于操作、所得隔膜的一致性高。
【專利說明】
一種鋰離子電池復合隔膜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池復合隔膜及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 鋰離子電池由于比能量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點而被廣泛應 用于消費電子產品、以及需提供動力和儲能的產品中，而鋰離子電池的安全性一直是業(yè)界 非常關心的問題。其中，用于隔離正負極片的隔膜，對鋰離子電池的安全性起著至關重要的 作用。目前行業(yè)通用的隔膜主要為聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴膜;但一般聚烯烴隔膜的熔點< 200°C，一旦出現短路發(fā)熱，聚烯烴隔膜極易發(fā)生熱收縮，從而引發(fā)電池著火或者爆炸。
[0003] 為改善隔膜的熱穩(wěn)定性，目前行業(yè)內有在隔膜表面涂覆一層由無機粒子組成的多 孔絕緣層來降低隔膜的熱收縮性能，從而避免鋰離子電池發(fā)生熱失控的問題。然而隨著鋰 離子電池能量密度的不斷提高，高克容量的石墨負極在充放電過程中的膨脹非常大，會導 致電池的扭曲變形。為了解決上述問題，業(yè)內研究人員提出在隔膜上涂覆一層聚合物涂層， 該聚合物涂層能夠與極片粘在一起從而抑制負極的膨脹，保持電池的平整度。如公開號為 CN102569701A和CN102610773A的中國專利，通過在隔膜上先涂覆無機粒子絕緣層然后再涂 覆聚合物涂層制得復合隔膜;但其隔膜的制備過程需要多次涂覆，且工藝比較復雜、工藝條 件較難控制。此外，還有將無機粒子和聚合物一起混合涂布的做法，如公開號為 CN103441230B的中國專利，但其制備過程需要預先加熱溶脹，所以工藝同樣較為復雜。
[0004] 有鑒于此，確有必要對現有的隔膜及其制備方法作進一步的改進，使得該隔膜不 僅具備良好的熱穩(wěn)定性能，同時還能夠與極片具備良好的粘結效果，從而保證電池的安全 性和平整性。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于:針對現有技術的不足而提供一種具有良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異 的安全性，同時能夠與極片形成良好的粘結效果的鋰離子電池復合隔膜;該復合隔膜不僅 能夠改善現有隔膜的熱收縮性能還能夠抵抗負極片的膨脹變形，從而保證電池的安全性和 平整性。
[0006] 為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下解決方案：
[0007] -種鋰離子電池復合隔膜，包括隔膜基材和涂覆于所述隔膜基材至少一個表面上 的復合涂層，所述復合涂層包括無機粒子、聚合物和粘結劑，所述聚合物通過所述粘結劑形 成粘合聚合物，所述粘合聚合物分布在所述無機粒子中且凸出于所述無機粒子表面。
[0008] 本發(fā)明通過工藝控制，使粘合聚合物分布在無機粒子中且凸出于無機粒子表面； 一方面，由于無機粒子本身結構的穩(wěn)定性及其耐熱耐高溫的性能，使得隔膜基材表面涂覆 的無機粒子能夠抑制隔膜基材的熱收縮，從而提高電池的安全性;另一方面，凸出于無機粒 子表面的粘合聚合物能夠與極片粘結在一起，且復合涂層表面的凹凸特性為極片充放電以 及循環(huán)過程中的膨脹提供了空間，從而抑制電池的扭曲變形，有效改善電池的膨脹變形問 題。
[0009] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述無機粒子與所述聚合物 的質量比為50:50~99:1;所述無機粒子與所述粘結劑的質量比為80:20~99.9:0.1。
[0010] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述無機粒子的平均粒徑為 0.05~6tim，優(yōu)選為0.1~2. Own，粒度分布范圍為0.01~lOym，優(yōu)選為0.05~5. Own;所述聚 合物的平均粒徑為0.005~10圓，優(yōu)選為0.01~6圓，粒度分布范圍為0.001~20圓，優(yōu)選為 0 ? 005 ~lOwrio
[0011] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述粘合聚合物的平均粒徑 為0.5~10M1，且所述粘合聚合物的平均粒徑大于所述無機粒子的平均粒徑。
[0012] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述復合涂層的厚度為0.5 ~1 Oym，優(yōu)選為2~5ym。
[0013] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述隔膜基材為聚乙烯、聚 丙烯、聚酰亞胺和無紡布中的至少一種。
[0014] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述無機粒子為氧化鈣、氧 化鋅、氧化鎂、二氧化鈦、二氧化娃、二氧化錯、二氧化錫、二氧化鋪、三氧化二鋁、勃姆石、碳 化硅、碳酸鈣、鈦酸鋇、碳酸鋇和硫酸鋇中的至少一種。
[0015] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述粘結劑為苯乙烯-丁二 烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲 基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、羧甲基纖維素鈉、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙 烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲 乙酯中的至少一種。
[0016] 作為本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜的進一步改進，所述聚合物為聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明的另一目的在于：提供一種鋰離子電池復合隔膜的制備方法，該制備方法 操作簡單，所需成本低，且制得的復合隔膜具備優(yōu)良的一致性和熱穩(wěn)定性。
[0018] 所述的鋰離子電池復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟一：將所述聚合物和所述粘結劑加入到溶劑中，然后在10~60°C下攪拌1~ 3h，使所述聚合物通過所述粘結劑團聚成大顆粒的粘合聚合物；
[0020] 步驟二:在步驟一所得體系中加入所述無機粒子和所述粘結劑繼續(xù)攪拌1~2h，得 到無機粒子和粘合聚合物的混合漿料；
[0021] 步驟三:將步驟二所述混合漿料涂覆在所述隔膜基材的一面或兩面上，干燥后形 成所述復合隔膜。
[0022]其中，步驟一中所述溶劑為四氫呋喃、甲乙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲 基脲、四甲基磷酸鹽、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二甲基酰胺、N-所述溶劑為四氫呋喃、甲乙酮、 二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基脲、四甲基磷酸鹽、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二甲基酰 胺、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)己烷、水、乙醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯 和碳酸甲乙酯中的至少一種。
[0023]其中，步驟三中所述涂覆的方式為浸蘸涂布、凹版涂布、絲網印刷、噴霧涂布和轉 移涂布中的至少一種。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明一種鋰離子電池復合隔膜，包括隔膜基材和涂覆 于所述隔膜基材至少一個表面上的復合涂層，所述復合涂層包括無機粒子、聚合物和粘結 劑，所述聚合物通過所述粘結劑形成粘合聚合物，所述粘合聚合物分布在所述無機粒子中 且凸出于所述無機粒子表面;復合涂層中的無機粒子具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，抑制了傳統隔 膜基材在高溫情況下的熱收縮，極大提高了其熱穩(wěn)定性，同時復合涂層中凸出的粘合聚合 物在鋰離子電池中能與極片粘結在一起從而抑制電池的變形，從而保證電池的安全性和平 整性。此外，本發(fā)明只需通過控制粘合聚合物的顆粒大小和無機粒子的顆粒大小來實現粘 合聚合物凸出于無機粒子的表面，使得本發(fā)明復合隔膜的制備方法工藝簡便、易于操作，且 能保證復合隔膜具有較高的一致性。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明鋰離子電池復合隔膜的結構示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明鋰離子電池復合隔膜中復合涂層的SEM圖。
[0027] 圖中:A-隔膜基材;B-復合涂層;B1-無機粒子;B2-粘合聚合物。
【具體實施方式】
[0028] 如圖1~2所示，一種鋰離子電池復合隔膜，包括隔膜基材A和涂覆于隔膜基材A至 少一個表面上的復合涂層B，復合涂層B包括無機粒子B1、聚合物和粘結劑，聚合物通過粘結 劑形成粘合聚合物B2，粘合聚合物B2分布在無機粒子B1中且凸出于無機粒子B1表面;其中， 粘合聚合物B2的平均粒徑大于無機粒子B1的平均粒徑。
[0029] 下面將結合具體的實施例對本發(fā)明及其有益效果作進一步的詳細說明，但本發(fā)明 的實施方式不限于此。
[0030] 實施例1
[0031] 正極片的制備：
[0032]將鈷酸鋰(正極活性物質）、導電劑超導碳(Super-P)、粘結劑聚偏氟乙烯(PVDF)按 質量比96:2.0:2.0混合均勻制成正極漿料，將漿料涂布在集流體鋁箱上，然后在110°C下烘 干后進行冷壓、分條、裁邊、極耳焊接，制成鋰離子電池正極片。
[0033]負極片的制備：
[0034]將石墨與導電劑超導碳（Super-P)、增稠劑羧甲基纖維素鈉(CMC)、粘結劑丁苯橡 膠(SBR)按質量比96:1.5:1.0:1.5制成負極漿料，將漿料涂布在集流體銅箱上，然后在85°C 下烘干后進行冷壓、分條、裁邊、極耳焊接，制成鋰離子電池負極片。
[0035]復合隔膜的制備：
[0036] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0037] 2)將聚偏氟乙烯-六氟丙烯和羧甲基纖維素鈉加入到去離子水中，在50°C下攪拌 2h，其中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯與羧甲基纖維素鈉的質量比為95:5,團聚成大顆粒的懸浮 分散液;接著加入Al2〇3顆粒進行攪拌lh，然后再加入聚丙烯酸酯乳液(水溶液中聚丙烯酸酯 的含量為25wt%)繼續(xù)攪拌lh，其中，Al 2〇3與聚丙烯酸酯的質量比為90:10，Al2〇3與聚偏氟 乙稀-六氟丙稀的質量比為50:50,得到無機粒子和粘合聚合物的混合楽:料，該混合楽;料的 固含量為42wt%;
[0038] 3)將步驟2)所得混合漿料通過浸蘸涂布的方式涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后 得到每一面復合涂層厚度均為4wii的復合隔膜。
[0039]電解液的制備：將六氟磷酸鋰（LiPF6)溶解于由質量比為1:2:1的碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸二甲酯(DMC)以及碳酸甲乙酯(EMC)組成的混合溶劑中，得到電解液。
[0040]鋰離子電池的制備:將上述正極片、隔膜和負極片卷繞成電芯，復合隔膜位于相鄰 的正極片和負極片之間，正極以鋁極耳點焊引出，負極以鎳極耳點焊引出；然后將電芯置于 鋁塑包裝袋中，注入上述電解液，經封裝、化成、容量等工序，制成鋰離子電池。
[0041 ] 實施例2
[0042]與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0043]復合隔膜的制備：
[0044] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0045] 2)將聚氧乙烯和苯乙烯-丁二烯加入到去離子水中，在50°C下攪拌2h，其中，聚氧 乙烯和苯乙烯-丁二烯的質量比為92:8，團聚成大顆粒的懸浮分散液;接著加入Zr02顆粒進 行攪拌lh，然后再加入聚丙烯酸酯乳液(水溶液中聚丙烯酸酯的含量為25wt%)繼續(xù)攪拌 lh，其中，Zr02與聚丙烯酸酯的質量比為85:15，Zr02與聚氧乙烯的質量比為60:40,得到無機 粒子和粘合聚合物的混合衆(zhòng)料，該混合衆(zhòng)料的固含量為40wt% ;
[0046] 3)將步驟2)所得混合漿料通過凹版涂布的方式涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后 得到每一面復合涂層厚度均為4wii的復合隔膜。
[0047]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0048] 實施例3
[0049] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0050] 復合隔膜的制備：
[0051] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0052] 2)將聚甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯-丁二烯加入到去離子水中，在40°C下攪拌2h，其 中，聚甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯-丁二烯的質量比為94:6,團聚成大顆粒的懸浮分散液;接 著加入勃姆石顆粒進行攪拌lh，然后再加入羧甲基纖維素鈉繼續(xù)攪拌lh，其中，勃姆石與羧 甲基纖維素鈉的質量比為90:10,勃姆石與聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為70:30,得到無機 粒子和粘合聚合物的混合衆(zhòng)料，該混合衆(zhòng)料的固含量為45wt% ;
[0053] 3)將步驟2)所得混合漿料通過絲網印刷的方式涂覆在隔膜基材的一面上，干燥后 得到復合涂層厚度為4mi的復合隔膜。
[0054]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0055] 實施例4
[0056] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0057]復合隔膜的制備：
[0058] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0059] 2)將聚丙烯腈和聚丙烯酸-苯乙烯加入到去離子水中，在60°C下攪拌2h，其中，聚 丙烯腈和聚丙烯酸-苯乙烯的質量比為93:7，團聚成大顆粒的懸浮分散液;接著加入Ti02顆 粒進行攪拌lh，然后再加入羧甲基纖維素鈉繼續(xù)攪拌lh，其中，Ti02與羧甲基纖維素鈉的質 量比為88:12，Ti02與聚丙烯腈的質量比為75:25,得到無機粒子和粘合聚合物的混合漿料， 該混合漿料的固含量為48wt% ;
[0060] 3)將步驟2)所得混合漿料通過噴霧涂布的方式涂覆在隔膜基材的一面上，干燥后 得到復合涂層厚度為4mi的復合隔膜。
[0061 ]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0062] 實施例5
[0063] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0064]復合隔膜的制備：
[0065] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0066] 2)將聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮加入到去離子水中，在30°C下攪拌2h， 其中，聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為90:10,團聚成大顆粒的懸浮分散 液;接著加入ZnO顆粒進行攪拌lh，然后再加入羧甲基纖維素鈉繼續(xù)攪拌lh，其中，ZnO與羧 甲基纖維素鈉的質量比為80:10，Zn0與聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為65:35,得到無機粒子 和粘合聚合物的混合漿料，該混合漿料的固含量為50wt% ;
[0067] 3)將步驟2)所得混合漿料通過轉移涂布的方式涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后 得到每一面復合涂層厚度均為4wii的復合隔膜。
[0068]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0069] 實施例6
[0070] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0071] 復合隔膜的制備：
[0072] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0073] 2)將聚氧乙烯和丁二烯-丙烯腈聚合物加入到去離子水中，在50°C下攪拌2h，其 中，聚氧乙烯和丁二烯-丙烯腈聚合物的質量比為99:1，團聚成大顆粒的懸浮分散液;接著 加入Al2〇3顆粒進行攪拌lh，然后再加入聚丙烯酸酯乳液（水溶液中聚丙烯酸酯的含量為 25wt%)繼續(xù)攪拌lh，其中，Al 2〇3與聚丙烯酸酯的質量比為70:30，Al2〇3與聚氧乙烯的質量 比為80:20，得到無機粒子和粘合聚合物的混合楽:料，該混合楽;料的固含量為40wt % ;
[0074] 3)將步驟2)所得混合漿料通過凹版涂布的方式涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后 得到每一面復合涂層厚度均為4wii的復合隔膜。
[0075]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0076] 實施例7
[0077] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0078]復合隔膜的制備：
[0079] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0080] 2)將聚丙烯腈和二甲基硅氧烷加入到去離子水中，在20°C下攪拌2h，其中，聚丙烯 腈和二甲基硅氧烷的質量比為91:9,團聚成大顆粒的懸浮分散液;接著加入BaS04顆粒進行 攪拌lh，然后再加入羧甲基纖維素鈉繼續(xù)攪拌lh，其中，BaS04與羧甲基纖維素鈉的質量比 為95: 5，BaS04與聚丙烯腈的質量比為99:1，得到無機粒子和粘合聚合物的混合漿料，該混 合漿料的固含量為43wt%;
[0081] 3)將步驟2)所得混合漿料通過噴霧涂布的方式涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后 得到每一面復合涂層厚度均為4wii的復合隔膜。
[0082]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0083] 對比例1
[0084] 與實施例1不同的是隔膜的制備:直接取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜， 其余同實施例1，這里不再贅述。
[0085] 對比例2
[0086] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0087] 1)取厚度為9WI1的聚乙烯微孔薄膜作為隔膜基材；
[0088] 2)將8%聚丙烯酸酯乳液加入到去離子水中，在50°C下攪拌2h，然后加入92%Al2〇 3 顆粒攪拌2h，得到無機涂層漿料，所得漿料的固含量為50wt %，其中Al2〇3顆粒的平均粒徑為 0.5M1，粒度分布范圍為0.1~3tim。
[0089] 3)將步驟3)所得漿料涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后得到每一面無機涂層厚度 均為4ym的復合隔膜。
[0090] 其余同實施例1，這里不再贅述。
[0091] 對比例3
[0092] 與實施例1不同的是復合隔膜的制備：
[0093] 1)取對比例2涂覆有無機涂層的復合隔膜作為隔膜基材，
[0094] 2)將80%聚偏氟乙烯-六氟丙烯加入到20%丙酮中，在50°C下攪拌4h，得到聚合物 漿料；
[0095] 3)將步驟3)所得漿料涂覆在隔膜基材的兩面上，干燥后得到每一面聚合物涂層厚 度均為2mi的復合隔膜。
[0096]其余同實施例1，這里不再贅述。
[0097]對實施例1~7和對比例1~3的隔膜進行熱收縮測試。
[0098]熱收縮測試:將隔膜沖切成100 X 100mm的方形樣品，標示其縱向（MD)和橫向（TD) 方向，并測量初始的MD和TD的長度，然后將其放入130 °C的烘箱中烘烤2h，取出測量烘烤后 MD和TD的長度，計算其熱收縮率。其中，熱收縮率=[(烘烤前的尺寸-烘烤后的尺寸)/烘烤 前的尺寸]X 100%。
[0099] 測試結果見表1。
[0100]表1:實施例和對比例的隔膜的熱收縮測試結果
[0103] 由表1的測試結果可知，相比于對比例1的傳統聚烯烴隔膜，本發(fā)明復合隔膜具有 更好的抗高溫熱收縮性能；而對比例2~3中同樣經過涂覆處理的隔膜，其抗高溫熱收縮性 能與發(fā)明復合隔膜幾乎無異。由此可知，采用本發(fā)明復合隔膜的鋰離子電池具有優(yōu)異的安 全性能。
[0104] 對實施例1~7和對比例1~3的鋰離子電池進行放電倍率性能、循環(huán)性能及厚度膨 脹測試。
[0105] 放電倍率性能測試:將鋰離子電池在25°C下先采用0.5C的倍率進行充電，0.2C的 倍率放電，記錄放電容量;然后進行0.5C的倍率充電，0.5C的倍率放電，記錄放電容量;接著 進行〇. 5C的倍率充電，1.0C的倍率放電，記錄放電容量;再接著進行0.5C的倍率充電，1.5C 的倍率放電，記錄放電容量;最后進行0.5C的倍率充電，2.0C的倍率放電，記錄放電容量。其 中，不同放電倍率下的容量保持率=(各倍率下的放電容量/〇. 2C倍率下的放電容量）X 100%〇
[0106]循環(huán)性能及厚度膨脹測試:將鋰離子電池在25°C下采用0.5C的倍率充電，0.5C的 倍率放電，依次進行500個循環(huán)，每個循環(huán)測試0.5C倍率下的電池容量，并與循環(huán)前的電池 容量進行比較，計算循環(huán)后的容量保持率及厚度膨脹率。
[0107] 其中，循環(huán)容量保持率=(500循環(huán)后0.5C下電池的容量/循環(huán)前電池室溫容量）X 100%〇
[0108] 厚度膨脹率=(500循環(huán)后滿充的厚度/循環(huán)前電池滿充的厚度）X 100%。
[0109] 測試結果見表2。
[0110] 表2:實施例和對比例鋰離子電池不同放電倍率下的容量保持率、循環(huán)容量保持 率、厚度膨脹率的測試結果
[0111]
[0112] 由表2的測試結果可知，本發(fā)明鋰離子電池與對比例相比，放電倍率性能和循環(huán)性 能幾乎不受影響，而厚度膨脹率卻大大小于對比例。由此可知，本發(fā)明能夠在不影響電池放 電倍率性能和循環(huán)性能的情況下，有效地改善電池的變形情況。
[0113] 對實施例1~7和對比例1~3的鋰離子電池進行穿釘測試和滿充變形比例測試。
[0114] 穿釘測試：先對電池進行滿充，然后依據UL1642的標準進行測試，釘子直徑為 2.5mm，穿釘速度為100mm/s。
[0115] 滿充變形比例測試:對上述實施例和對比例中的鋰離子電池進行滿充，然后測試 電池變形比例。
[0116] 測試結果見表3。
[0117] 表3:實施例和對比例鋰離子電池穿釘測試、變形比例測試結果
[0119] 從表3的測試結果可知，本發(fā)明鋰離子電池與對比例2~3相比，穿釘測試結果幾乎 無異，但與對比例1相比，本發(fā)明鋰離子電池的穿釘測試性能明顯優(yōu)于對比例1;而且本發(fā)明 鋰離子電池變形比例遠遠小于對比例，說明本發(fā)明能夠有效改善電池的抗變形性能，保持 電池的平整性。
[0120] 根據上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方 式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領域技術人員在 本發(fā)明的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。此 外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明 構成任何限制。
【主權項】
1. 一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于：包括隔膜基材和涂覆于所述隔膜基材至少 一個表面上的復合涂層，所述復合涂層包括無機粒子、聚合物和粘結劑，所述聚合物通過所 述粘結劑形成粘合聚合物，所述粘合聚合物分布在所述無機粒子中且凸出于所述無機粒子 表面。2. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述無機粒子與所述 聚合物的質量比為50:50~99:1;所述無機粒子與所述粘結劑的質量比為80:20~99.9:0.1。3. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述無機粒子的平均 粒徑為0.05~6μπι，粒度分布范圍為0.01~ΙΟμπι;所述聚合物的平均粒徑為0.005~ΙΟμπι，粒度 分布范圍為0.001~20μπι。4. 根據權利要求3所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述粘合聚合物的平 均粒徑為0.5~ΙΟμπι，且所述粘合聚合物的平均粒徑大于所述無機粒子的平均粒徑。5. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述復合涂層的厚度 為0.5~IOym06. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述隔膜基材為聚乙 烯、聚丙烯、聚酰亞胺和無紡布中的至少一種。7. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述無機粒子為氧化 鈣、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鈦、二氧化娃、二氧化錯、二氧化錫、二氧化鋪、三氧化二鋁、勃姆 石、碳化硅、碳酸鈣、鈦酸鋇、碳酸鋇和硫酸鋇中的至少一種。8. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于：所述粘結劑為苯乙 烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸 酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、羧甲基纖維素鈉、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯吡咯烷 酮、聚丙烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和 碳酸甲乙酯中的至少一種。9. 根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述聚合物為聚偏氟 乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。10. -種權利要求1~9任一項所述的鋰離子電池復合隔膜的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： 步驟一:將所述聚合物和所述粘結劑加入到溶劑中，然后在10~60°C下攪拌1~3h，使所 述聚合物通過所述粘結劑團聚成大顆粒的粘合聚合物； 步驟二:在步驟一所得體系中加入所述無機粒子和所述粘結劑繼續(xù)攪拌1~2h，得到無 機粒子和粘合聚合物的混合衆(zhòng)料； 步驟三:將步驟二所述混合漿料涂覆在所述隔膜基材的一面或兩面上，干燥后形成所 述復合隔膜。11. 根據權利要求10所述的鋰離子電池復合隔膜的制備方法，其特征在于:步驟一中所 述溶劑為四氫呋喃、甲乙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基脲、四甲基磷酸鹽、丙酮、 二氯甲烷、氯仿、二甲基酰胺、N-所述溶劑為四氫呋喃、甲乙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰 胺、四甲基脲、四甲基磷酸鹽、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)己烷、 水、乙醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的至少一種。12. 根據權利要求10所述的鋰離子電池復合隔膜的制備方法，其特征在于:步驟三中所 述涂覆的方式為浸蘸涂布、凹版涂布、絲網印刷、噴霧涂布和轉移涂布中的至少一種。
【文檔編號】H01M10/0525GK105958000SQ201610547704
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】汪圣龍, 蔣中林
【申請人】東莞市魔方新能源科技有限公司