复合隔膜、其制备方法及锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂电子电池领域，特别涉及一种复合隔膜、其制备方法及锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池是一种新型绿色、高能电源，它主要依靠锂离子在高氧化性正极和强 还原性负极之间的可逆循环移动来实现对外供电；其具备工作电压高，能量密度大，工作温 度范围宽，充放电平台稳定等优点。
[0003] 锂离子电池是由包装壳和容纳于包装壳内的电芯组成，电芯一般包括正极片、负 极片、电解液，以及位与正负极片之间的隔膜。其中隔膜是十分重要的组成部分，其具有离 子导通性，同时又具有电子绝缘性，主要起到隔绝正负极材料，使其在锂离子的沟通下分离 的进行氧化还原反应，达到对外输出电能的目的。常用的锂离子电池隔膜主要为聚烯烃隔 膜，包括PE (polyethylene，聚乙稀）、PP (Polypropylene，聚丙稀）单层隔膜和PP/PE/PP三 层复合隔膜。虽然聚烯烃隔膜在锂离子电池中得到了大规模的应用，但是作为此种类型隔 膜主要组成材料的PE和PP的熔点一般低于170°C，当电池局部过热达到这个温度时，隔膜 就会迅速融化使正负极接触，出现热失控行为。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是提供一种复合隔膜，旨在提高复合隔膜的耐热性能和吸液性 能。
[0005] 为实现上述目的，本发明提出的复合隔膜，包括基体隔膜、涂布于基体隔膜的混合 涂层；所述混合涂层的材料包括陶瓷颗粒、含氟粘结剂胶态颗粒和水溶性粘结剂。
[0006] 优选地，所述混合涂层的材料包含重量份数为20-95份的陶瓷颗粒、20-95份的含 氟粘结剂胶态颗粒和〇. 5-20份的水溶性粘结剂。
[0007] 优选地，所述混合涂层厚度为0? 3-30 y m。
[0008] 优选地，所述混合涂层包含重量份数为40-70份的陶瓷颗粒、20-50份的含氟粘结 剂胶态颗粒和5-15份的水溶性粘结剂。
[0009] 优选地，所述陶瓷颗粒为A1203、Si02、Zr02、Ti02、BaS04、BaCO#的至少一种；或/ 和，
[0010] 所述含氟粘结剂胶态颗粒为PVDF胶态颗粒、PVDF-HFP胶态颗粒和PTFE胶态颗粒 中的至少一种；或/和，
[0011] 所述水溶性粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸 甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0012] 优选地，所述陶瓷颗粒粒径为0. 001-10 ym ;所述含氟粘结剂胶态颗粒的分子量 为 10-300 X 104g/mol。
[0013] 优选地，所述基体隔膜为聚酰亚胺无纺布隔膜，聚酯无纺布隔膜或单层、双层或者 三层的微孔聚烯烃隔膜。
[0014] 本发明还提出一种上述复合隔膜的制备方法，包括：
[0015] 将水性粘结剂、陶瓷颗粒、含氟粘结剂胶态颗粒按照比例加入去离子水中，搅拌均 匀得到混合料浆；
[0016] 提供基体隔膜，将所述混合料浆涂布于所述基体隔膜的至少一个表面上，干燥后 制得所述复合隔膜。
[0017] 优选地，在所述将水性粘结剂、陶瓷颗粒、含氟粘结剂胶态颗粒按照比例加入去离 子水中，搅拌均匀得到混合料浆的步骤中，具体操作为，将水性粘结剂、陶瓷颗粒、含氟粘 结剂胶态颗粒按照比例加入去离子水中，在双行星搅拌分散机中，按公转5-5〇 r/min、自转 400-5000r/min的速度搅拌均匀，得到混合料浆；
[0018] 在所述提供基体隔膜，将所述混合料浆涂布于所述基体隔膜的至少一个表面上， 干燥后制得所述复合隔膜的步骤中，所述涂布方法是转移涂布、浸渍涂布、凹版印刷、丝网 印刷、喷涂布和挤压涂布中的一种，所述干燥温度为60-140°C。
[0019] 本发明还提出一种锂离子电池，包括上述的复合隔膜。
[0020] 本发明技术方案通过在基体隔膜的至少一个表面涂布形成混合涂层，由于陶瓷颗 粒能够耐高温，制得的复合隔膜的耐热收缩性能有了较大程度地提高，破膜温度也有了比 较好的改善，同时由于陶瓷颗粒亲液性能较好，故而复合隔膜的亲液性能也有了很大的提 高；含氟粘结剂胶态颗粒具有较好的粘结性能，能够避免复合隔膜中的陶瓷颗粒出现掉粉 脱落的问题，同时采取热冷压工艺就可以把电池的正负极片粘结在一起，并因此提高制得 的锂离子电池的硬度；含氟粘结剂胶态颗粒具有良好的吸液溶胀能力，增加了制得的锂离 子电池的吸液性，因此降低了锂离子电池的内阻，极大的提高锂离子电池的综合性能；所 述复合隔膜的制备方法仅需要搅拌、涂布和干燥，操作简单，工艺条件进行常规设定就能达 至lj，谷易实现。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明复合隔膜的剖面结构示意图；
[0022] 图2为本发明复合隔膜的制备方法的流程图；
[0023] 图3为本发明锂离子电池的实施例1与对比例1的循环寿命曲线对比图。
[0024] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此 处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026] 本发明提出一种复合隔膜。
[0027] 参照图1，图1为本发明复合隔膜的剖面结构示意图。
[0028] 在本发明中，该复合隔膜包括基体隔膜200、涂布于基体隔膜200的表面的混合涂 层400 ;所述混合涂层400的材料包括陶瓷颗粒402、含氟粘结剂胶态颗粒404和水溶性粘 结剂。由于陶瓷颗粒402能够耐高温，具有陶瓷颗粒涂层的复合隔膜的耐热收缩性能有了 较大程度地提高，破膜温度也有了比较好的改善，由于陶瓷颗粒402具有较好的亲液性能， 所述混合涂层400的亲液性能也有了很大的提高，克服了现有隔膜的耐热性、浸润性差的 缺点，大幅度提高了隔膜的抗穿刺强度和安全性能；含氟粘结剂胶态颗粒404具有较好的 粘结性能，在陶瓷颗粒402涂层中增加含氟粘结剂胶态颗粒404时，能够避免陶瓷颗粒402 在电池反复充放电循环过程中出现掉粉脱落问题，同时所述混合涂层400采取热冷压工艺 就可以把电池的正负极片粘结在一起，提高了电池的硬度，由于含氟粘结剂胶态颗粒404 具有良好的吸液溶胀能力，从而使得界面具有良好的稳定性，因此制得的锂离子电池增加 了吸液性，降低了内阻，极大的提高锂离子电池的综合性能，同时防止软包装电芯的起拱变 形；同时采用水性粘结剂无污染，利用挤压涂布或者采用转移涂布的工艺把陶瓷颗粒402 和含氟粘结剂胶态颗粒404粘附在基体隔膜200的表面，不使用有毒的油性溶剂，不会污染 环境或损害员工身体健康。
[0029] 由于陶瓷颗粒402含量过多则含氟粘结剂胶态颗粒404过少起不到粘结正/负极 片的效果，陶瓷颗粒402含量太少则复合隔膜抗热收缩性能无法保障，故而优选为陶瓷颗 粒402和含氟粘结剂胶态颗粒404的重量比例在（1~40) : (40~1)之间，具体的，所述 混合涂层的材料包含重量份数为20-95份的陶瓷颗粒、20-95份的含氟粘结剂胶态颗粒和 0. 5-20份的水溶性粘结剂，更优选地，所述混合涂层400包含重量份数为40-70份的陶瓷 颗粒402、20-50份的含氟粘结剂胶态颗粒404和5-15份的水溶性粘结剂。所述混合涂层 400中陶瓷颗粒402和含氟粘结剂胶态颗粒404的含量可以在所述范围内根据需要调整，。 对所述混合涂层400各组分含量进行优选，通过陶瓷颗粒402、含氟粘结剂胶态颗粒404和 水溶性粘结剂的调整能够达到较佳的耐热性能、亲液性能、粘合效果和电性能。