[發明專利]一種采用有機無機復合隔膜的鋰電池及制備方法

在審

• 申請號: 201711105808.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107994185A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 周壽斌;汪的華;彭創;毛旭輝;劉暢;王雅瓊;肖巍;錢幫芬;姜慶海
• 申請（專利權）人: 江蘇華富儲能新技術股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙)32273
• 代理人: 張學彪

1.一種采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，包括正極、負極和有機無機復合隔膜，所述有機無機復合隔膜包括有中間的無機陶瓷層以及其兩側的有機層，所述有機層的原料中由按重量份計的如下組分組成：聚烯烴50～70份、非共軛烯烴共聚物10～20份、表面活性劑1～5份、抗氧化劑1～5份、潤滑劑1～5份、填料1～5份、第一溶劑15～30份；所述的無機陶瓷層的原料中由按重量份計的如下組分組成：氧化鋁/氧化鋯/二維納米碳化鈦復合顆粒40～60份、納米氧化鋁顆粒20～40份、粘合劑10～20份、非離子表面活性1～5份、第二溶劑10～30份。

2.根據權利要求1所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述的有機層的材料形態是無紡布。

3.根據權利要求1所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述的聚烯烴選自聚丙烯或者聚乙烯；所述的非共軛烯烴共聚物選自乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)；所述氧化鋁/氧化鋯/二維納米碳化鈦復合顆粒和/或納米氧化鋁顆粒的平均粒徑范圍是50～200μm。

4.根據權利要求1所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述的第一溶劑選自乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醇、丙醇中的一種或者幾種的混合；所述的第二溶劑選自水或者乙醇中的一種或者兩者的混合。

5.根據權利要求1所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述氧化鋁/氧化鋯/二維納米碳化鈦復合顆粒的制備方法，包括如下步驟：第1步，將Ti₃AlC₂粉體球磨，再進行后烘干，得到細化的陶瓷粉體；第2步，將細化的陶瓷粉體取2g～10g浸沒50mL～200mL氫氟酸溶液中反應，將腐蝕產物用去離子水清洗至中性，然后用無水乙醇清洗；將所得固體樣品干燥，得到腐蝕后的陶瓷粉體；第3步，將步驟(2)所得腐蝕后的陶瓷粉體取15g～25g放入2～4L無水乙醇中，攪拌，再加入5～20g的硝酸鋁粉末和1～5gZrOCl₂粉末，再緩慢滴加稀鹽酸100～150ml，繼續攪拌反應，用無水乙醇離心清洗后再用去離子水離心清洗，將固體樣品烘干，即得Al(OH)₃-Zr(OH)₂-Ti₃C₂復合材料。

6.根據權利要求5所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述的第1步中，球磨時間1～10h，球磨轉速400r/min，球料質量比6:1；烘干溫度是40～60℃；所述的第2步中，氫氟酸溶液的濃度35～45wt％，反應時間6～12h；所述的第3步中，稀鹽酸的質量濃度是1～5wt％；反應時間6～12h；烘干溫度是110～120℃。

7.根據權利要求1所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池，其特征在于，所述正極為鋁箔，所述負極為銅箔。

8.權利要求1～7任一項所述的采用有機無機復合隔膜的鋰電池的制備方法，其特征在于，所述有機無機復合隔膜的制備方法包括如下步驟：S1，將聚烯烴、非共軛烯烴共聚物、表面活性劑、抗氧化劑、潤滑劑、填料、第一溶劑混合，在210～220℃下熔融擠出，通過直徑為0.1～0.5mm的噴絲頭噴到網簾上，150～160℃輥壓定型，得到厚度為10～20μm的無紡布層；S2，將氧化鋁/氧化鋯/二維納米碳化鈦復合顆粒、納米氧化鋁顆粒、粘合劑、非離子表面活性、第二溶劑混合均勻，得到無機顆粒漿料；S3，在無紡布層上涂覆無機顆粒漿料，再在形成的漿料層上放置另一層的無紡布層；再經過烘干后，得到復合隔膜。

9.根據權利要求8所述的電池用有機無機復合隔膜的制備方法，其特征在于，所述涂覆方法可選自噴涂、刮涂或輥涂中的一種。