【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池隔膜，具體的，涉及一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜及其制備方法。
技術介紹
1、在鋰離子電池技術迅猛發展的當下，市場對電池性能的要求不斷攀升。隔膜作為電池的關鍵組成部分之一，其性能尤其是耐熱性和離子電導性，直接關乎電池的安全性、循環壽命以及能量密度。
2、傳統的鋰離子電池隔膜多采用聚乙烯或聚丙烯材質，此類隔膜耐熱性欠佳，熱收縮率較高，極易導致鋰離子電池內部短路，難以發揮應用的保護作用，并且，傳統的液態電解質隔膜在應用過程中面臨加工難度大、離子電導率受限等問題。鑒于此，為滿足市場需求，迫切需要開發一種兼具優異耐熱性和離子電導性的鋰離子電池隔膜。
技術實現思路
1、本專利技術提出一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜及其制備方法，解決了相關技術中鋰離子電池隔膜耐熱性和離子電導性較差的問題。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術提出一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，包括基膜和設置于所述基膜表面的陶瓷涂層；
4、所述陶瓷涂層的原料包括以下重量份的組分：陶瓷粉30~50份、固態電解質40~50份、溶劑100~200份。
5、作為進一步的技術方案，所述基膜為聚烯烴膜，優選地為聚乙烯膜。
6、作為進一步的技術方案，所述基膜的厚度為8~10μm，優選地為9μm。
7、作為進一步的技術方案，所述陶瓷涂層的厚度為2~4μm，優選地為3μm。
8、作為進一步的技術方案，所述陶瓷粉包
9、本專利技術中，陶瓷粉的種類可以根據實際使用場景自由選擇，例如，電動汽車等動力設備可以選擇氧化鋁陶瓷粉；對電池重量較為敏感的電子產品，如筆記本電腦、智能手機等，可以選擇勃姆石陶瓷粉；需要快速充放電產品可以選擇二氧化硅陶瓷粉。
10、作為進一步的技術方案，所述固態電解質包括nasicon型固態電解質、石榴石型固態電解質中的一種；nasicon型固態電解質優選地為磷酸鈦鋁鋰；石榴石型固態電解質優選地為鋰鑭鋯氧。
11、作為進一步的技術方案，所述陶瓷粉的中值粒徑為1~1.5μm。
12、作為進一步的技術方案，所述固態電解質為納米級固態電解質。
13、本專利技術中，通過添加納米級固態電解質，利用納米顆粒強吸附性的特點，改善了固態電解質界面接觸差的問題，進一步提高了陶瓷涂層隔膜的離子電導性。
14、作為進一步的技術方案，所述納米級固態電解質的中值粒徑為100~200nm。
15、作為進一步的技術方案，所述納米級固態電解質為由改性劑改性得到的改性納米級固態電解質；
16、所述改性劑包括3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸。
17、本專利技術中，雖然納米級固態電解質的加入，可以進一步提高陶瓷涂層隔膜的離子電導性，但是由于納米級固態電解質易團聚，導致離子電導性的進一步提升效果有限。專利技術人發現，通過3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸對納米級固態電解質進行改性，可以進一步提高陶瓷涂層隔膜的離子電導性。推測認為：3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸可以協同提高納米級固態電解質的空間位阻，降低其團聚趨勢，從而進一步提高陶瓷涂層隔膜的離子電導性。
18、作為進一步的技術方案，所述3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸的重量比為1~4:1。
19、本專利技術中，當3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸的重量比為1~4:1時，可以進一步提高陶瓷涂層隔膜的離子電導性。
20、作為進一步的技術方案，所述改性包括以下步驟：將改性劑溶于乙醇中，加入納米級固態電解質，分散均勻，干燥，得到改性納米級固態電解質。
21、作為進一步的技術方案，所述改性劑和納米級固態電解質的重量比為5~10:100。
22、作為進一步的技術方案，所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的一種。
23、作為進一步的技術方案，所述陶瓷涂層的原料還包括1~5份的分散劑；
24、所述分散劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、全氟烷基乙氧基醚醇中的一種或多種。
25、本專利技術中，分散劑的加入，有助于提高陶瓷涂層原料的混合效果，從而保證陶瓷涂層的均勻性，進而提高陶瓷涂層隔膜的整體性能。
26、本專利技術還提出所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜的制備方法，包括以下步驟：將陶瓷涂層的原料混合均勻，得到陶瓷涂層漿料，將所述陶瓷涂層漿料涂布于基膜表面，干燥，得到陶瓷涂層隔膜。
27、本專利技術的工作原理及有益效果為：
28、本專利技術中，陶瓷涂層的原料包括陶瓷粉和固態電解質，通過兩者的共用，使得陶瓷涂層隔膜不僅可以具有陶瓷材料優異的耐熱性，還可以具有固態電解質較高的離子電導性，從而提高了鋰離子電池的安全性、穩定性以及對極端環境的適應性，進而拓寬了鋰離子電池的應用范圍。此外，陶瓷涂層的原料簡單易得，可以實現大規模生產。
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1.一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，包括基膜和設置于所述基膜表面的陶瓷涂層；
2.根據權利要求1所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述陶瓷粉包括氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、氧化鎂中的一種或多種；和/或
3.根據權利要求1所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述固態電解質為納米級固態電解質。
4.根據權利要求3所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述納米級固態電解質為由改性劑改性得到的改性納米級固態電解質；
5.根據權利要求4所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸的重量比為1~4:1。
6.根據權利要求4所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述改性包括以下步驟：將改性劑溶于乙醇中，加入納米級固態電解質，分散均勻，干燥，得到改性納米級固態電解質。
7.根據權利要求6所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述改性劑和納米級固態電解質的重量比為5~10:100。
8.
9.根據權利要求1~7任意一項所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂層的原料還包括1~5份的分散劑；
10.根據權利要求1~9任意一項所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將陶瓷涂層的原料混合均勻，得到陶瓷涂層漿料，將所述陶瓷涂層漿料涂布于基膜表面，干燥，得到陶瓷涂層隔膜。
...【技術特征摘要】
1.一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，包括基膜和設置于所述基膜表面的陶瓷涂層；
2.根據權利要求1所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述陶瓷粉包括氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、氧化鎂中的一種或多種；和/或
3.根據權利要求1所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述固態電解質為納米級固態電解質。
4.根據權利要求3所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述納米級固態電解質為由改性劑改性得到的改性納米級固態電解質；
5.根據權利要求4所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述3,5-二叔丁基水楊酸和月桂酸的重量比為1~4:1。
6.根據權利要求4所述的一種含有固態電解質的陶瓷涂層隔膜，其特征在于，所述改性包括以下步驟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁海朝，徐鋒，賈亞峰，蘇碧海，
申請(專利權)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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