[發(fā)明專利]隔膜及其制備方法、鋰電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810602548.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108682774B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 郭麗媛
• 申請（專利權(quán)）人: 桑德新能源技術(shù)開發(fā)有限公司;桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/44;H01M50/403;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發(fā)明提供了一種隔膜及其制備方法、鋰電池。該隔膜包括基膜層和涂覆于基膜層表面的納米纖維層；其中，基膜層含有基膜和分散于基膜中的第一電活性聚合物；納米纖維層含有納米纖維和包覆于納米纖維的第二電活性聚合物；其中，第一電活性聚合物包括下述中的至少一種：聚苯撐、聚萘芬、及其衍生物；和/或第二電活性聚合物包括下述中的至少一種：聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、及其衍生物。上述隔膜一方面因為采用了納米纖維，由于納米纖維的形狀結(jié)構(gòu)，使隔膜的孔徑分布均勻；另一方面由于納米纖維具有優(yōu)異的吸液保液性能，從而提高了隔膜的離子電導率；與此同時，由于含有第一電活性聚合物和第二電活性聚合物，使隔膜具有防過充的作用。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領域，具體而言，涉及一種隔膜及其制備方法、鋰電池。

背景技術(shù)

三元鋰離子電池因具有高能量密度、高工作電壓、使用壽命長、無記憶效應、續(xù)航里程長等優(yōu)點正在強勢崛起，且已被用于混合動力汽車和純電動汽車。然而，三元鋰離子電池頻繁發(fā)生爆炸起火事件，安全問題制約了其快速發(fā)展。

研究表明，過充電是導致鋰電池不安全的重要因素。當電池處于過充狀態(tài)時，陰極脫鋰電勢隨過充程度增加而迅速上升，超過一定限度后，引起電池內(nèi)部電解液的不可逆氧化分解，產(chǎn)生可燃性氣體并放出大量的熱，導致電池內(nèi)部溫度及壓力上升，并引發(fā)一系列放熱反應，從而導致電池內(nèi)部熱失控。當然過充電也是導致三元鋰離子電池不安全的重要因素。

隔膜是鋰離子電池內(nèi)部關(guān)鍵組件之一，作為鋰離子傳輸通道，并防止正負極接觸發(fā)生短路，對電池安全性起著非常重要的作用。因此，通過改性隔膜來解決鋰離子電池過充電問題的研究受到越來越多的關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)采用具有電壓敏感特性的導電聚合物來改性隔膜，以改善鋰離子電池過充電問題。但是采用具有電壓敏感特性的導電聚合物改性隔膜一方面存在具有堵孔和盲孔，從而導致電池內(nèi)阻增大、通過隔膜的電流密度不均勻的技術(shù)問題，降低了鋰離子電池的低溫容量保持率；另一方面還存在保液性差，使隔膜的離子導電率降低的技術(shù)問題，同樣也降低了鋰離子電池的低溫容量保持率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種隔膜及其制備方法、鋰電池，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用具有電壓敏感特性的導電聚合物改性隔膜存在的堵孔和盲孔問題以及保液性差的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種隔膜，包括基膜層和涂覆于基膜層表面的納米纖維層；其中，基膜層含有基膜和分散于基膜中的第一電活性聚合物；納米纖維層含有納米纖維和包覆納米纖維的第二電活性聚合物；其中，

第一電活性聚合物包括下述中的至少一種：聚苯撐、聚萘芬、及其衍生物；和/或

第二電活性聚合物包括下述中的至少一種：聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、及其衍生物。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明的隔膜，基膜包括聚烯烴樹脂。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明的隔膜，基膜層的厚度為5～15μm，基膜層的孔隙率為30～60％，基膜層中孔的孔徑為40～80nm。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明的隔膜，納米纖維的直徑為10～100nm、長度為0.1～5μm。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明的隔膜，隔膜的厚度為6～25μm、孔隙率為35～65％、孔徑為40～80nm。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種隔膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：提供含有第一電活性聚合物的基膜層；

步驟S2：提供含有納米纖維和第二電活性聚合物的納米纖維漿料，第二電活性聚合物包覆納米纖維；

步驟S3：將納米纖維漿料涂覆于基膜層表面，干燥后得到隔膜；其中，

第一電活性聚合物包括下述中的至少一種：聚苯撐、聚萘芬、及其衍生物；和/或