一种锂电池涂布隔膜用阻燃型陶瓷浆料及其制备方法与流程

文档序号:16005118发布日期:2018-11-20 19:57阅读:800来源:国知局

本发明属于锂电池领域,尤其涉及一种锂电池涂布隔膜用阻燃型陶瓷浆料及其制备方法。

技术背景

节能、环保的新能源已成为我国汽车行业的主要战略取向。锂电池由于具有高能量密度、 高工作电压、无记忆效应和长循环寿命等特点而被广泛应用于各种移动设备的电源,并且逐 步成为储能与电动汽车领域的主要能源系统,其需求量日益增加,与此同时安全隐患也日益 凸显。

影响锂电池安全性能的关键因素之一就是隔膜的安全性,目前锂电池隔膜主要为聚烯烃 类材料,耐热性较差,尤其是在防火性能方面,极易发生燃烧进而导致电池发生爆炸现象, 导致意外的发生。因此,提高隔膜的耐热性能以及阻燃性能至关重要。

CN 206422130U公开了一种锂电池专用陶瓷隔膜,隔膜以纳米氧化镁为耐高温阻燃涂层, 虽然价格较便宜,但是其阻燃效果一般,需要涂覆大量氧化镁才能起到阻燃效果,极大地增 加了隔膜的重量。CN 206401409U公开了一种锂电池专用陶瓷隔膜,其通过在陶瓷表面涂覆 硅酸盐阻燃层、无卤阻燃绝缘聚脲涂层和异噻唑啉酮树脂涂层的方法达到提高隔膜的阻燃效 果,但是该方法需要在基础膜表面涂覆四层涂层,不仅使隔膜厚度大大增加,同时涂覆工艺 也较为繁琐,降低隔膜生产效率。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种锂电池涂布隔膜用阻燃型陶瓷浆料及 其制备方法。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种锂电池涂布隔膜用阻燃型陶瓷浆料,特点是该陶瓷浆料由以下组分混合而成,其各 组分的质量份数为:

无机颗粒10-50份

膨胀型阻燃剂2-30份

分散剂0.01-1份

粘结剂0.2-8份

增稠剂0.1-2份

溶剂30-90份。

所述无机颗粒为氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅 中的一种或者几混合。

所述分散剂为聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种混 合。

所述粘结剂为丁苯乳液、聚丙烯酸类粘结剂、丙烯酸系列树脂粘结剂、聚乙烯醇、丙烯 腈多元共聚物中的一种或几种混合。

所述增稠剂为纤维素衍生物。

所述溶剂为水、乙醇、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一种或几种混合。

所述膨胀型阻燃剂为双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂-双环[2.2.2]辛烷-1-氧-4-甲基)羟基磷酸酯 三聚氰胺、3,9-二羟基-3,9-二氧-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷-3,9-二三聚氰胺、 2-羟基-2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-1-磷杂环己烷-2-三聚氰胺、1,2-二(2-氧-5,5-二甲基-1,3- 二氧杂-2-磷杂环己基-2-氨基)乙烷、N,N’-双(2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂环己基)-2,2’- 间苯二胺、三(2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂己基-2-甲基)胺中的一种或几种混合。

一种锂电池涂布隔膜用阻燃型陶瓷浆料的制备方法,该方法包括以下步骤:

(1)将无机颗粒、分散剂、增稠剂、溶剂按照配比加入球磨机中进行分散10min-120min, 得到分散液;

(2)向步骤(1)得到的分散液中加入粘结剂和膨胀型阻燃剂,在分散机中分散2min-60min, 得到阻燃型陶瓷浆料。

所述无机颗粒为氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅 中的一种或者几种混合。

所述分散剂为聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种混 合。

所述粘结剂为丁苯乳液、聚丙烯酸类粘结剂、丙烯酸系列树脂粘结剂、聚乙烯醇、丙烯 腈多元共聚物中的一种或几种混合。

所述增稠剂为纤维素衍生物。

所述溶剂为水、乙醇、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一种或几种混合。

所述膨胀型阻燃剂为双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂-双环[2.2.2]辛烷-1-氧-4-甲基)羟基磷酸酯 三聚氰胺、3,9-二羟基-3,9-二氧-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷-3,9-二三聚氰胺盐、 2-羟基-2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-1-磷杂环己烷-2-三聚氰胺、1,2-二(2-氧-5,5-二甲基-1,3- 二氧杂-2-磷杂环己基-2-氨基)乙烷、N,N’-双(2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂环己基)-2,2’- 间苯二胺、三(2-氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂己基-2-甲基)胺中的一种或几种混合。

本发明的有益效果是:

和现有技术相比,利用本发明所制得的阻燃型陶瓷浆料涂覆的隔膜在受强热或者燃烧时, 表面会产生一层均匀的多孔炭质泡沫层,具有隔热、隔氧、抑烟等优点,并且能防止产生熔 滴,具有良好的防火阻燃效果,能够有效地减少锂离子电池燃烧爆炸的发生。

具体实施方式

以下实施例便于更好的理解本发明,但并不限定本发明。

实施例1

将40份氧化铝、0.5份聚丙烯酸钠、1份甲基纤维素、60份水加入球磨机中分散60min, 得到分散液;向分散液中加入0.5份丁苯乳液粘结剂和20份双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂-双环[2.2.2] 辛烷-1-氧-4-甲基)羟基磷酸酯三聚氰胺,利用分散机搅拌5min得到阻燃型陶瓷浆料。

实施例2

将20份氧化铝、0.05份聚丙烯酸酯、0.5份羟丙基甲基纤维素、30份水加入球磨机中分 散10min,得到分散液;向分散液中加入1份聚丙烯酸粘结剂和5份3,9-二羟基-3,9-二氧 -2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷-3,9-二三聚氰胺,利用分散机搅拌5min得到阻燃 型陶瓷浆料。

实施例3

将50份勃姆石、1份聚乙二醇、2份羧甲基纤维素、90份水加入球磨机中分散120min, 得到分散液;向分散液中加入6份丙烯酸系列树脂粘合剂和30份2-羟基-2-氧-5,5-二甲基-1,3- 二氧杂-1-磷杂环己烷-2-三聚氰胺,利用分散机搅拌60min得到阻燃型陶瓷浆料。

实施例4

将40份氧化硅、0.2份聚乙烯吡咯烷酮、1份羧甲基纤维素、75份N-甲基吡咯烷酮加入 球磨机中分散30min,得到分散液;向分散液中加入3份聚乙烯醇粘合剂和20份N,N’-双(2- 氧-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂环己基)-2,2’-间苯二胺,利用分散机搅拌20min得到阻燃型 陶瓷浆料。

实施例5

将20份氧化镁、0.05份聚丙烯酸酯、0.8份羟乙基纤维素、30份乙醇加入球磨机中分散 30min,得到分散液;向分散液中加入0.5份丙烯腈多元聚合物粘合剂和20份3,9-二羟基-3,9- 二氧-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷-3,9-二三聚氰胺盐,利用分散机搅拌10min 得到阻燃型陶瓷浆料。

比较例

将40份氧化铝、0.5份聚丙烯酸钠、1份甲基纤维素、60份水加入球磨机中分散60min, 得到分散液;向分散液中加入0.5份丁苯乳液粘结剂,利用分散机搅拌5min得到陶瓷浆料。

采用微凹辊涂布的方式将实施例1-5以及比较例中的浆料涂布在12μm厚的PE膜的一面, 涂层厚度为4μm,60℃下干燥20min,制得陶瓷隔膜,所制得的隔膜的热收缩性能和阻燃性 能如表1中所示。

表1

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1