一種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋰離子電池領域，具體為一種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、無記憶效應和循環壽命長等特點而被 廣泛用作各種移動設備的電源。鋰離子電池通常包括正極、負極、隔膜和電解質，隔膜作為 正負極之間的阻隔物對鋰離子電池的性能起到至關重要的作用，其性能決定了電池的界面 結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環性能以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提 高電池的綜合性能具有重要的作用，被業界稱為電池的"第三電極"。
[0003] 隔膜作為一種惰性材料，在趨薄的同時還需提高整體安全性能，因此通過改進隔 膜的性能來提高鋰離子電池的安全性、使用性、工藝性的研究受到越來越多的關注。鋰離子 電池使用的隔膜一般為聚烯烴多孔膜，其熔點低于170°C。當電池溫度因內部或外部因素而 升高時，隔膜會收縮或熔融進而發生破孔，造成電池正負極接觸導致電池短路，引起電池燃 燒爆炸等意外事故的發生。針對此問題，相關生產企業普遍采用隔膜表面涂布處理，一是可 提升隔膜的熱穩定性，改善其機械強度；二是增強隔膜的保液性及潤濕性，從而延長電池循 環壽命。另外，涂層中富含陶瓷顆粒，可使隔膜具有優異的抗異物穿刺的性能。目前涂布技 術主要采用氧化鋁（Al 2O3)陶瓷顆粒，氧化鋁的硬度高，對機械設備的磨損大，且涂層厚度 均勻性難以控制，不利于連續化生產，而且陶瓷顆粒和聚合物粘合劑與多孔基膜之間的粘 結強度低，很容易從基膜上剝離，增大電池電阻，進而使電池性能劣化，因此需要開發新的 復合隔膜來對隔膜進行完善。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是克服現有的鋰電池隔膜熱穩定性差，電阻大的缺陷， 提供一種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜及其制備方法。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
[0006] -種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜，包括基膜和涂布于基膜單側或雙側 的涂層，所述涂層依次包括氧化鋁漿料層和硫酸鋇漿料層；所述氧化鋁漿料層包括以下重 量份數的各組份：納米級顆粒的氧化鋁粉體1〇〇份、粘結劑3~10份、表面活性劑0. 2~1 份、溶劑200-1000份。所述的硫酸鋇漿料層包括以下重量份數的各組份：納米級顆粒的硫 酸鋇粉體100份、粘結劑3~10份、表面活性劑0. 2~1份、溶劑200-1000份。
[0007] 進一步的，所述的氧化鋁漿料層的厚度為1-8 ym。
[0008] 進一步的，所述的硫酸鋇衆料層的厚度為1-8 y m。
[0009] 優選的，所述的基膜為16-30重量份的聚乙烯或者聚丙烯。
[0010] 優選的，所述的粘結劑為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物中的一種 或是聚酰亞胺、聚酰胺、聚砜、丙烯腈類聚合物中的一種或幾種。
[0011] 優選的，所述的表面活性劑為親水表面活性劑，為羧酸鹽型表面活性劑、聚環氧乙 烷醚型表面活性劑、磺酸鹽型表面活性劑、烷基苯磺酸鹽型表面活性劑、硫酸酯鹽型表面活 性劑、磷酸酯鹽型表面活性劑、胺鹽型表面活性劑和季銨鹽型表面活性劑中的一種或多種。
[0012] 優選的，所述的溶劑為有機溶劑，選自N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和丁內 酯中的至少一種。
[0013] 本發明還公開了該鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜的制造方法，包括以下 幾個步驟：
[0014] 1)、將納米級顆粒的氧化鋁粉體100重量份、粘結劑3~10重量份、表面活性劑 0. 2~1重量份、溶劑200-1000重量份，充分攪拌，形成均一的漿料；
[0015] 2)、步驟（1)中的漿料涂覆在基膜的正面與或反面或者雙面，涂層厚度為1-8 ym ;
[0016] 3)、用烤箱將涂層烘干后，形成氧化鋁漿料層；
[0017] 4)、在氧化鋁漿料層上均勻涂覆一層分散好的硫酸鋇漿料，所述的硫酸鋇漿料層 包括以下重量份數的各組份：納米級顆粒的硫酸鋇粉體1〇〇份、粘結劑3~10份、表面活性 劑0. 2~1份、溶劑200-1000份，涂層厚度為1-8 ym ;
[0018] 5)、烘干收卷，形成氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜。
[0019] 本發明的鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜，首創性采用雙涂層法制備陶瓷 復合隔膜，該復合隔膜兼有兩種涂層的優點，具有高度抗穿刺性能、高溫條件下低收縮率的 優點，非常適合新能源汽車動力電池的使用；氧化鋁漿料層中的氧化鋁為球狀納米級顆粒， 在發揮陶瓷層功用的同時，起到堵塞基膜因拉伸不良造成的微孔，同時氧化鋁屬于兩性氧 化物，容易受到氫氟酸的攻擊，生成氟化鋁和水，導致陶瓷層的失效；而硫酸鋇是一種不與 氫氟酸、水、有機溶劑反應的惰性化學物質，只溶于濃硫酸，因而可以在氧化鋁遭受氫氟酸 攻擊失效的同時起到二次保護作用，同時制備簡單，成本較氧化鋁低廉。
【具體實施方式】
[0020] 以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用 于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021] 實施例1
[0022] -種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜，包括基膜和依次涂布于基膜單側的 厚度為I ym的氧化鋁漿料層和厚度為8 ym的硫酸鋇漿料層；其中氧化鋁漿料層包括以下 重量份數的各組份：納米級顆粒的氧化鋁粉體1〇〇份、粘結劑聚偏氟乙烯3份、羧酸鹽型表 面活性劑0. 2份、有機溶劑N，N-二甲基甲酰胺200份；其中硫酸鋇漿料層包括以下重量份 數的各組份：納米級顆粒的氧化鋁粉體100份、粘結劑聚四氟乙烯3份、羧酸鹽型表面活性 劑0. 2份、有機溶劑N，N-二甲基甲酰胺200份，其中基膜為16重量份的聚乙烯。
[0023] 該鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜的制造方法，包括以下幾個步驟：
[0024] 1)、將納米級顆粒的氧化鋁粉體100份、粘結劑聚偏氟乙烯3份、羧酸鹽型表面活 性劑0. 2份、有機溶劑N，N-二甲基甲酰胺200份，充分攪拌，形成均一的漿料；
[0025] 2)、步驟（1)中的漿料涂覆在16重量份的聚乙烯的正面，涂層厚度為I ym ;
[0026] 3)、用烤箱將涂層烘干后，形成氧化鋁漿料層；
[0027] 4)、在氧化鋁漿料層上均勻涂覆一層分散好的硫酸鋇漿料，涂層厚度為8 y m ;
[0028]5)、烘干收卷，形成氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜。
[0029] 實施例2
[0030] -種鋰離子電池用氧化鋁-硫酸鋇復合隔膜，包括基膜和依次涂布于基膜雙側的 厚度為8 ym的氧化鋁漿料層和厚度為I ym的硫酸鋇漿料層；其中氧化