一种锂离子电池隔离膜及涂覆方法与流程

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔离膜及涂覆方法。


背景技术：

2.随着智能电子产品在日常生活的普及，全球对于新能源的需求日益剧增，锂电池属于清洁型新能源，可持续发展性较高，全球各国都在积极布局，新能源行业的产品已经密切进入人们的日常生活，同时也运用到各个行业内，因为运用广泛，就会运用于各种环境下，不乏运用于极端环境，在极端环境内就会考验到锂电池的安全性能，其中因为材料和技术问题，锂电池在高温环境下的性能表显较差，安全性因为材料问题也是相对较差。
3.隔膜是关系锂电池耐高温性能和安全性的重要材料。由于陶瓷具有耐高温的性质，故在现有技术中常用作隔膜的涂层，以增强隔膜的耐高温性能。但是单纯的陶瓷涂层隔膜耐收缩或膨胀的机械强度不足，隔膜仍然具有较高的高温收缩比例。所以，现有技术中引入了其他涂层组分来弥补这部分的性能不足。例如使用陶瓷和纳米纤维素的混合物形成隔膜的涂层，在陶瓷和纳米纤维素混合使用时，由于陶瓷颗粒粒径较大，而纳米纤维素粒径较小，混合后纳米纤维素进入陶瓷颗粒之间的空隙里，造成堵孔，降低隔膜的总体孔隙率。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔离膜及涂覆方法，在保有较高孔隙率的情况下，有效提高涂覆隔膜的物理强度，降低隔膜高温收缩的比例，改善电池在高温环境下的充放电性能和安全性能，以解决现有技术中陶瓷涂层容易出现堵孔的问题。
5.本发明提供了一种锂离子电池隔离膜，所述隔离膜包括隔膜基底，该隔膜基底的一侧表面涂覆有陶瓷层a，在陶瓷层a表面以及该隔膜基底背离陶瓷层的一侧表面涂覆有厚度为0.5～2μm涂层b，所述涂层b中含有纳米纤维素但不含有陶瓷，所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm；所述纳米纤维素在涂层b中的含量为0.69wt％～7.14wt％。
6.优选地，所述纳米纤维素的长度为10～100nm。
7.优选地，所述纳米纤维素在涂层b中的含量为0.69wt％～5.11wt％。
8.本发明提供了一种锂离子电池隔离膜涂层的涂覆方法，具体包括如下步骤：
9.制浆：按照质量百分比，将1wt％～10wt％的粘接剂、1wt％～10wt％的添加剂、1wt％～10wt％的分散剂、0.018wt％～0.2wt％的纳米纤维素和余量的去离子水混合均匀，得到涂层浆料；所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm；
10.涂布：将所述涂层浆料涂布在隔膜基底的两个侧表面，所述隔膜基底的一个侧表面预涂有陶瓷层；具体地，采用微凹版涂布机对隔膜基底上具有陶瓷层的侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5～2μm；采用旋转喷涂对隔膜基底上背离陶瓷层的一侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5～2μm。
11.优选地，所述粘接剂选自聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；所述添加剂选自柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种。
12.优选地，所述粘接剂为聚丙烯酸酯，所述添加剂为n-甲基吡咯烷酮，所述分散剂为羧甲基纤维素锂。
13.优选地，制浆所使用的纳米纤维素的原料形式为固含量1.8wt％～2wt％的纳米纤维素乳液，所述纳米纤维素乳液占涂层浆料的质量百分比为1wt％～7wt％；所述纳米纤维素的长度为10～100nm。
14.本发明提供一种锂离子电池隔离膜涂层浆料，按照质量百分比计算，所述组合物由以下组分组成：1wt％～10wt％的粘接剂、1wt％～10wt％的添加剂、1wt％～10wt％的分散剂和0.018wt％～0.2wt％的纳米纤维素，余量为去离子水；
15.所述粘接剂为聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；
16.所述添加剂为柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；
17.所述分散剂为所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种；
18.所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm。
19.本发明提供一种锂离子电池隔离膜涂层浆料，纳米纤维素的含量为0.018wt％～0.14wt％，纳米纤维素的长度为10～100nm。
20.本发明还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池采用上述锂离子电池隔离膜。
21.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1、本发明所述锂离子电池隔离膜涂层组合物对原料进行了筛选，使用cmc-li作为分散剂，其中含有锂离子，锂电池在工作中也是锂离子在电池内部运动来进行循环，隔膜作为绝缘材料，隔膜表面运用上cmc-li，能提高锂离子的运动，运用于锂电池中，能优化锂电池的循环性能；同时，在传统工艺生产过程中，水系隔膜在涂布完成后烘烤时水分挥发去除不是那么有效，致使隔膜水分超标，运用于锂电池中会加长生产周期，从而造成生产运营成本增加，而本发明加入了添加剂，尤其是加入了nmp，nmp沸点高于水，在制程烘烤中能更有效的提高水分挥发水分，隔膜水分就能有效降低，后期运用于锂电池中生产周期能有效缩短，从而降低生产运营成本。
23.2、本发明所述锂离子电池隔离膜涂层的涂覆方法，能够提高隔膜的高温收缩性能，本发明相较于常规双面陶瓷混合涂覆制造工艺生产的隔膜，在进行高温热缩测试时收缩比例有明显降低，常规隔膜在做高温热缩测试时效果较差，但本发明添加过纳米纤维素的隔膜，在做高温热缩测试时，收缩比率有显著的降低；而且，本发明所采用的隔膜基材属于微孔结构，如果按常规工艺将陶瓷胶液混合浆料双面涂覆，虽具有提高隔膜热收缩强度，但陶瓷涂覆量过大，生产成本较高；另外，在陶瓷和纳米纤维素混合后，互相填充孔隙，用常规工艺涂布会造成隔膜微孔结构有堵孔，从而影响到隔膜的孔隙数量，隔膜微孔作为电池锂离子运动通道，孔隙数量变少，隔膜微孔就会变少，运用于锂电池中，会造成锂电池循环性能差，但采用本发明所述涂覆方法进行涂覆后，能够有效改善隔膜的堵孔现象，而且陶瓷用量也明显减少，在提高隔膜强度的同时又兼顾了不影响后续锂电池运用的性能。
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本发明作进一步说明。
25.一、一种锂离子电池隔离膜
26.本发明所述隔离膜包括隔膜基底，该隔膜基底的一侧表面涂覆有陶瓷层a，在陶瓷层a表面以及该隔膜基底背离陶瓷层的一侧表面涂覆有厚度为0.5～2μm涂层b，所述涂层b含有纳米纤维素但不含有陶瓷，所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm；所述纳米纤维素在涂层b中的含量为0.69wt％～7.14wt％。其中，所述纳米纤维素在涂层b中的含量进一步优选为0.69wt％～5.11wt％，所述纳米纤维素的长度为10～100nm。
27.在具体实施时，将多种原料制成浆料在进行涂覆，而考虑到浆料涂覆后，水、nmp都会挥发，最终形成的涂层中则只保留了纳米纤维素、分散剂、粘接剂等固体物质，所以对应的，此处纳米纤维素在涂层b中的含量是指纳米纤维素在最终形成的、固体涂层b中的质量百分数。
28.其中，隔膜基底可以选自5-25μm的薄膜，其材质可以选自聚乙烯pe、聚丙烯pp、聚丙烯+聚乙烯复合膜(pp/pe/pp)。所述薄膜可采用干法单拉、干法双拉、湿法双拉等工艺制备得到，且所述薄膜为微孔基材隔膜。在该隔膜基底的一侧表面涂覆1～3μm水系陶瓷(作为陶瓷层a)，所述水系陶瓷为高纯氧化铝、氧化镁、勃姆石、氧化钛、二氧化硅其中一种或多种，水系陶瓷的孔隙率为30％-60％。
29.二、一种锂离子电池隔离膜涂层的涂覆方法
30.制备本发明上述隔离膜的涂层，具体采用如下涂覆方法：
31.制浆：按照质量百分比，将1wt％～10wt％的粘接剂、1wt％～10wt％的添加剂、1wt％～10wt％的分散剂、0.018wt％～0.2wt％的纳米纤维素和余量的去离子水混合均匀，得到涂层浆料；所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm。在具体实施时，采用纳米纤维素乳液进行配置，根据纳米纤维素乳液中的固含量可以对纳米纤维素乳液的用量进行调整，使加入的纳米纤维素的量满足其在涂层浆料体系中0.018wt％～0.2wt％这一范围。
32.涂布：将所述涂层浆料涂布在隔膜基底的两个侧表面，所述隔膜基底的一个侧表面预涂有陶瓷层；具体地，采用微凹版涂布机对隔膜基底上具有陶瓷层的侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5～2μm；采用旋转喷涂对隔膜基底上背离陶瓷层的一侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5～2μm。
33.本发明发现，由于隔膜基底属于微孔结构，按照现有技术常规工艺，将陶瓷胶液混合浆料对其双面进行涂覆，虽然可以提高隔膜热收缩强度，但陶瓷层的涂敷量过大，容易增加隔膜被堵孔的风险，隔膜的整体重量上升，不利于电池的轻量化，且生产成本提升；本发明所述涂覆方法可以有效改善隔膜堵孔现象，还能够陶瓷用量减少，在提高隔膜强度的同时又兼顾了不影响后续锂电池运用的性能。
34.在一种实施方式中，所述粘接剂选自聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；所述添加剂选自柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种。
35.在一种实施方式中，所述粘接剂为聚丙烯酸酯，所述添加剂为n-甲基吡咯烷酮，所述分散剂为羧甲基纤维素锂。
36.在一种实施方式中，制浆所使用的纳米纤维素的原料形式为固含量1.8wt％～2wt％的纳米纤维素乳液，所述纳米纤维素乳液占涂层浆料的质量百分比为1wt％～7wt％；所述纳米纤维素的长度为10～100nm。
37.对于本发明所述涂覆方法在实际应用中的操作进行示例讲解，但以下步骤并不是对本发明所述涂覆方法的限定：
38.(1)检查设备是否符合此方案的使用，所需使用设备为千分位电子称、配料罐、压力输送泵、微凹版隔膜涂布机，挤压式喷涂机(设备型号、参数、精度、设备能力、设备卫生等)；
39.(2)按上述称取不同百分比重量的原材料；
40.(3)称取去离子水加入配料罐内，占比：65wt％-96wt％，称取分散剂cmc-li加入到去离子水内，cmc-li占比：1wt％-5wt％，启动配料设备公转速度以5-35rpm，分散速度500-2200rpm，搅拌时间10-60min，刮桨确认溶解情况，确认后继续开启设备继续按上述转速搅拌150-300min，在搅拌结束前30min开启设备的抽真空功能，以去除其中的空气，完成上述步骤得到浆料“a”。
41.(4)在浆料a的基础上称取加入固含量1.8wt％～2.0wt％的纳米纤维素乳液，纳米纤维素乳液占比：1wt％-10wt％，启动设备，公转速度以5-35rpm，分散速度以500-2200rpm，搅拌10-30min，检查浆料内的分散情况，没异常继续以上述搅拌速度，搅拌180-300min,在搅拌结束前30min开启设备的抽真空功能，以去除其中的空气，完成上述步骤得到浆料“b”。需要说明的是，纳米纤维素由于其材料尺寸处于纳米级，固体粉末非常容易出现团聚，通常将其分散在水中以纳米纤维素乳液的形式使用。所以本发明所述纳米纤维素乳液由纳米纤维素分散在去离子水中制得，在本发明实施例的方案中，固含量1.8wt％～2.0wt％的纳米纤维素乳液占浆料的质量百分比为1wt％-10wt％，即纳米纤维素占浆料的质量范围比为0.018wt％～0.2wt％。当然，在其他实施方案中，还可以使用固含量1％、3％、2.5％等其他固含量状态的纳米纤维素乳液，相应地根据纳米纤维素的占比调整纳米纤维素乳液的质量百分比，使加入的纳米纤维素的量满足其在涂层浆料体系中占比范围。
42.(5)浆料b搅拌结束后，加入添加剂nmp，占比：1wt％-10wt％，以公转5-35rpm，分散500-2200rpm，搅拌20-60min，结束得到浆料“c”。
43.(6)在浆料c中加入聚丙烯酸酯(paa)，占比：1wt％-10wt％，以公转5-35rpm，分散500-2200rpm，搅拌5-45min，同时开启真空模式，结束即得浆料“d”。
44.(7)取浆料d浆料加入到微凹版涂布机加料系统内，隔膜使用孔隙率30-60％的隔膜，启动涂布设备烘箱加热系统，加热温度60-100℃，涂布速度1-5m/min，微凹版涂覆陶瓷涂覆面，单面层厚度0.5-2μm。
45.(8)浆料加到旋转喷涂加料系统内，启动涂布设备烘箱加热系统，加热温度60-100℃，涂布速度1-5m/min，将未隔膜未涂过陶瓷的面进行喷涂，喷涂厚度0.5-2μm。(旋涂喷涂(或称旋转涂覆)是依靠工件旋转时产生的离心力及重力作用，将落在工件上的涂料液滴全面流布于工件表面的涂覆过程。)
46.三、一种锂离子电池隔离膜涂层浆料
47.制备本发明所述锂离子电池隔离膜，采用如下涂层浆料，按照质量百分比计算，所述组合物由以下组分组成：1wt％～10wt％的粘接剂、1wt％～10wt％的添加剂、1wt％～
10wt％的分散剂和0.018wt％～0.2wt％的纳米纤维素，余量为去离子水；
48.所述粘接剂为聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；
49.所述添加剂为柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；
50.所述分散剂为所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种；
51.所述纳米纤维素的管径为10～30nm，长度为0.01～50μm。
52.本发明所述锂离子电池隔离膜涂层浆料中不加入陶瓷。
53.四、一种锂离子电池
54.本发明所述锂离子电池采用上述锂离子电池隔离膜制成。
55.五、实施例和对比例
56.实施例1：
57.检查配料设备，称取去离子水22.85kg，羧甲基纤维素-li(cmc-li)0.275kg，以上材料加入到配料罐以公转15rpm，分散1000rpm，搅拌30min，刮桨后以公转20rpm，分散2000rpm搅拌210min，结束后加入固含1.8～2.0％(管径：10-30nm、长度：10～100nm)纳米纤维素0.25kg(占浆料总质量比1wt％)，以公转20rpm，分散2000rpm，搅拌10min，分散效果确认后以公转20rpm，分散2000rpm，搅拌180min，搅拌结束，加入nmp 1.25kg，以公转15rpm，分散1500rpm，搅拌30min，搅拌结束，加入聚丙烯酸酯(paa)0.375kg，以公转15rpm，分散1500rpm，搅拌60min，搅拌结束就完成制浆工作，浆料加入微凹版隔膜涂布机以2m/min速度，烘箱90℃，将纳米纤维素组合物均匀涂覆到本发明所使用隔膜的陶瓷涂覆面，陶瓷面涂覆结束，将纳米纤维素浆料加入隔膜喷涂机机内，以3m/min速度，烘箱温度90℃，将浆料喷涂到未涂覆的隔膜基材面，喷涂完成后就得到此发明所述的隔膜。
58.实施例2：
59.与实施例1不同为：去离子水22.35kg，纳米纤维素为0.75kg，其中，纳米纤维素固含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为10～100nm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比3wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
60.实施例3：
61.与实施例1不同为：去离子水21.85kg，纳米纤维素为1.25kg，其中，纳米纤维素固含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为10～100nm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比5wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
62.实施例4：
63.与实施例1不同为：去离子水21.35kg，纳米纤维素为1.75kg，其中，纳米纤维素固含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为10～100nm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比7wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
64.实施例5：
65.与实施例1不同为：去离子水20.6kg，纳米纤维素为2.5kg，其中，纳米纤维素固含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为10～100nm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比10wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
66.实施例6：
67.与实施例1不同为：去离子水21.35kg，纳米纤维素为1.75kg，其中，纳米纤维素固
含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为10-30μm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比7wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
68.实施例7：
69.与实施例1不同为：去离子水21.35kg，纳米纤维素为1.75kg，其中，纳米纤维素固含量为1.8～2.0wt％，纤维素的管径为10-30nm、长度为30-50μm；纳米纤维素占浆料固含物总质量比7wt％；其他所有含量及设备操作参数均与实施例1一致。
70.对比例1(陶瓷双面混涂涂覆)：
71.按常规工艺，56.9wt％的去离子水，1.1wt％cmc胶，32wt％高纯氧化铝、5wt％nmp、5wt％paa，混合制成浆料，使用微凹版涂布机将浆料均匀涂覆在7um湿法双拉基材隔膜上，单面涂覆厚度1.5-3um，双面涂覆厚度3-5um，双面涂覆结束就得到对比例隔膜。
72.对比例2：(陶瓷和纳米纤维素混合涂覆双面)
73.按常规混涂工艺：60.4wt％去离子水，1.1wt％cmc胶，24wt％高纯氧化铝，5wt
74.％nmp,1.5wt％paa,8wt％纳米纤维素，混合制成浆料，使用微凹版涂布机，将浆料均匀涂覆在7um湿法双拉基材隔膜上，单面涂覆厚度1.5-3um，双面涂覆厚度3-5um，双面涂覆结束就得到对比例2隔膜。
75.对比例3：(陶瓷和纳米纤维素混合涂覆一面，纳米纤维素单独涂覆一面)
76.取对比例2所制浆料，使用微凹版涂布机，将浆料均匀涂覆在7um湿法双拉基材隔膜上，其中任意一面涂覆单面，涂覆厚度1-2um，取实施例5所制浆料使用微凹版涂布机，将浆料均匀涂覆在7um湿法双拉基材隔膜上未涂覆面，涂覆厚度0.5-1.5um，涂覆结束即得到对比例3隔膜。
77.表1(单位：kg)
[0078][0079]
七、性能分析
[0080]
物理性能测试：涂布隔膜孔隙率检测参考gb/t 21650.2-2008执行标准，高温热缩测试参考gb/t 13519-2016执行标准。
[0081]
表2
[0082][0083]
将实施例和对比例都用于电池倍率性能测试。用本发明所述隔膜生产456080-3000ma型号电池。
[0084]
采用常规配方制备正极极片，正极物料包括钴酸锂、碳纳米管、导电炭黑和聚偏氟乙烯，将钴酸锂、碳纳米管、导电炭黑和聚偏氟乙烯和nmp溶剂搅拌制成正极浆料，将正极浆料涂布在正极集流体上并烘干，制得正极极片。
[0085]
采用常规配方制备负极极片，负极物料包括石墨、导电炭黑、羧甲基纤维素(cmc)和丁苯橡胶(sbr)，将石墨、导电炭黑、羧甲基纤维素(cmc)、丁苯橡胶(sbr)和去离子水搅拌制成负极浆料，将负极浆料涂布在负极集流体上并烘干，制得负极极片。
[0086]
隔膜为本发明所述实施例和对比例制备得到的隔膜。
[0087]
采用常规电解液配方制备电解液：
[0088]
六氟磷酸锂(lipf6)+(碳酸乙烯酯(ec)+氟代碳酸乙烯酯(fec)+碳酸二乙脂(dec)+丁二腈(sn)+1,3-丙烷磺酸内酯(ps)+碳酸丙烯酯/pc)溶剂。
[0089]
将正极极片、负极极片和隔膜卷绕成电芯，采用铝塑膜封装，真空状态下烘烤48小时去除水分后，注入电解液，对电池进行化成和分选，得到的方形软包锂离子聚合物电池。
[0090]
参考gb 31241-2014执行标准，分别在25℃/45℃条件下，进行1c/1c充放循环600性测试，测试结果见表3。
[0091]
表3
[0092]
组别25℃600次循环测试容量保持率(％)45℃600次循环测试容量保持率(％)实施例194.1785.73实施例294.1485.68实施例394.1185.65实施例493.9585.65实施例593.2783.98实施例693.9283.87实施例793.8983.42对比例192.9883.15对比例291.8982.87对比例392.0582.93
[0093]
将实施例和对比例都进行安全性能炉温测试：参考gb 31241-2014执行标准。
[0094]
130℃炉温测试条件：常温以5
±
℃/min的升温速率进行升温，温度升到130
±
2℃，保持温度，搁置至起火；
[0095]
150℃炉温测试条件：常温以5
±
℃/min的升温速率进行升温，温度升到150
±
2℃，保持温度，搁置至起火。
[0096]
表4
[0097][0098][0099]
将实施例1-7和对比例3进行比较可以看出，相比于对比例3中陶瓷、纳米纤维素混合涂覆的方式，按照本发明实施例涂覆方法获得的隔膜的孔隙率更高，堵孔的风险更低。
[0100]
将实施例1-7、对比例2-3和对比例1进行比较可以看出，涂层中使用纳米纤维素后，隔膜在高温下的收缩比更低，说明隔膜涂层中引入纳米纤维素后在高温下的尺寸稳定性更好。
[0101]
实施例5和实施例1-4比较进行可以看出，纳米纤维素用量上升，隔膜的孔隙率下降，应用在锂离子电池中，电池的循环性能也随纳米纤维素的用量上升而下降。特别出乎意料的是，实施例1-4的安全性能炉温测试的数据显示，随着纳米纤维素用量增加，隔膜耐热时间越长，但是实施例5中更高的纳米纤维用量带来的反而是隔膜耐热时间越短，不过和对比例1、3相比，是较为优异的，和对比例2相比效果也是略优的。因此，纳米纤维素的用量可以进一步优选控制在成品隔膜涂层b质量的5.11wt％及以内，即涂层浆料配置时，纳米纤维素的占浆料的总质量百分比0.14％及以内。
[0102]
实施例6-7与实施例4比较可以看出，实施例4使用长度更短的纳米纤维素，所制成的隔膜孔隙率越高，耐热收缩性能更好；应用在锂离子电池中，电池的循环性能也更好。
[0103]
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种锂离子电池隔离膜，其特征在于，所述隔离膜包括隔膜基底，该隔膜基底的一侧表面涂覆有陶瓷层a，在陶瓷层a表面以及该隔膜基底背离陶瓷层的一侧表面涂覆有厚度为0.5~2μm涂层b，所述涂层b中含有纳米纤维素但不含有陶瓷，所述纳米纤维素的管径为10~30nm，长度为0.01~50μm；所述纳米纤维素在涂层b中的含量为0.69wt%~7.14wt%。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔离膜，其特征在于，所述纳米纤维素的长度为10~100nm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔离膜，其特征在于，所述纳米纤维素在涂层b中的含量为0.69wt%~5.11wt%。4.一种锂离子电池隔离膜涂层的涂覆方法，其特征在于，包括如下步骤：制浆：按照质量百分比，将1wt%~10wt%的粘接剂、1wt%~10wt%的添加剂、1wt%~10wt%的分散剂、0.018wt%~0.2wt%的纳米纤维素和余量的去离子水混合均匀，得到涂层浆料；所述纳米纤维素的管径为10~30nm，长度为0.01~50μm；涂布：将所述涂层浆料涂布在隔膜基底的两个侧表面，所述隔膜基底的一个侧表面预涂有陶瓷层；具体地，采用微凹版涂布机对隔膜基底上具有陶瓷层的侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5~2μm；采用旋转喷涂对隔膜基底上背离陶瓷层的一侧表面进行涂布，涂布厚度为0.5~2μm。5.根据权利要求4所述的涂覆方法，其特征在于，所述粘接剂选自聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；所述添加剂选自柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种。6.根据权利要求5所述的涂覆方法，其特征在于，所述粘接剂为聚丙烯酸酯，所述添加剂为n-甲基吡咯烷酮，所述分散剂为羧甲基纤维素锂。7.根据权利要求4所述的涂覆方法，其特征在于，制浆所使用的纳米纤维素的原料形式为固含量1.8wt%~2wt%的纳米纤维素乳液，所述纳米纤维素乳液占涂层浆料的质量百分比为1wt%~7wt%；所述纳米纤维素的长度为10~100nm。8.一种锂离子电池隔离膜涂层浆料，其特征在于，按照质量百分比计算，所述组合物由以下组分组成：1wt%~10wt%的粘接剂、1wt%~10wt%的添加剂、1wt%~10wt%的分散剂和0.018wt%~0.2wt%的纳米纤维素，余量为去离子水；所述粘接剂为聚丙烯酸酯、丁苯橡胶、亚克力胶中的一种；所述添加剂为柠檬酸三乙脂、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水乙醇中的一种或多种组合；所述分散剂为所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种；所述纳米纤维素的管径为10~30nm，长度为0.01~50μm。9.一种锂离子电池隔离膜涂层浆料，其特征在于：纳米纤维素的含量为0.018wt%~0.14wt%，纳米纤维素的长度为10~100nm。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池采用权利要求1~3所述锂离子电池隔离膜。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池隔离膜及涂覆方法，所述隔离膜包括隔膜基底，该隔膜基底的一侧表面涂覆有陶瓷层A，在陶瓷层A表面以及该隔膜基底背离陶瓷层的一侧表面涂覆有厚度为0.5~2μm涂层B，所述涂层B中含有纳米纤维素但不含有陶瓷，所述纳米纤维素的管径为10~30nm，长度为0.01~50μm；所述纳米纤维素在涂层B中的含量为0.69wt%~7.14wt%。本发明能在保有较高孔隙率的情况下，有效提高涂覆隔膜的物理强度，降低隔膜高温收缩的比例，改善电池在高温环境下的充放电性能和安全性能。高温环境下的充放电性能和安全性能。


技术研发人员：奎智荣 郑志文 付东兴 闫兴 马保健
受保护的技术使用者：重庆硕盈峰新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/22