[發明專利]導電陶瓷復合隔膜和固態電池

有效

• 申請號: 201810717563.0
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108878751B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 楊浩田;王曉明;劉勇標;黃云
• 申請（專利權）人: 寧德卓高新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/446
• 分類號: H01M50/446;H01M50/434;H01M50/449;H01M50/451;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/056
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;李維盈

本公開涉及導電陶瓷復合隔膜和固態電池。所述導電陶瓷復合隔膜包括：多孔基膜，和在所述多孔基膜一側或兩側上涂覆的導電陶瓷復合涂層，所述導電陶瓷復合涂層包括有機聚合物、納米無機固態電解質、高分子接枝改性陶瓷、粘結劑和潤濕劑，其中，基于所述導電陶瓷復合涂層的總重量，所述有機聚合物的含量為5～80wt％，所述納米無機固態電解質的含量為10～85wt％，所述高分子接枝改性陶瓷的含量為1～20wt％，所述粘結劑的含量為1～12wt％，所述潤濕劑的含量為0.1～0.5wt％。

技術領域

本公開涉及電池隔膜領域，具體涉及一種導電陶瓷復合隔膜和包含該隔膜的固態電池。

背景技術

近年來，在新能源汽車領域，鋰離子電池的需求逐年增加。目前鋰離子電池普遍采用液態有機電解液來進行離子傳導，但有機電解液容易出現漏液、腐蝕電極、燃燒爆炸等事故，存在較大的安全隱患。

固態電解質電池因具有有機液態電池特性及較高的安全性而逐漸進入大眾視野。固態電解質包括有機聚合物電解質、無機電解質及復合電解質。聚合物電解質常溫下導電率較低，無機固體電解質成本較高，而復合電解質機械性能較差、與正負極片間界面阻力較大。

CN106654362A涉及一種復合固態電解質膜、制備方法及鋰離子電池，其中通過在聚合物多孔基膜上涂覆一層無機固體電解質涂層來提高離子電導率，通過在無機電解質涂層外表面涂覆一層有機聚合物電解質來提高高電導率無機電解質與正負極片的界面相容性，以提高電池的循環性能。

CN104103873A涉及一種固態電解質膜，該固態電解質膜由固態電解質層和多孔陶瓷層復合而成，其中固態電解質層均勻覆蓋在多孔陶瓷層上，此復合隔膜在一定程度上改善了鋰離子傳遞。

發明內容

本申請發明人對上述現有技術的研究發現，在CN106654362A的情況下，其三明治結構使得隔膜較厚，不利于在高能量密度鋰電池中的應用，且低溫下循環性能也會受影響，而在CN104103873A的情況下，所采用的多孔陶瓷層將使隔膜的電導率顯著下降。

針對上述問題，本公開一方面提供一種導電陶瓷復合隔膜，其包括：

多孔基膜，和

在所述多孔基膜一側或兩側上涂覆的導電陶瓷復合涂層，

所述導電陶瓷復合涂層包括有機聚合物、納米無機固態電解質、高分子接枝改性陶瓷、粘結劑和潤濕劑，其中，基于所述導電陶瓷復合涂層的總重量，所述有機聚合物的含量為5～80wt％，所述納米無機固態電解質的含量為10～85wt％，所述高分子接枝改性陶瓷的含量為1～20wt％，所述粘結劑的含量為1～12wt％，所述潤濕劑的含量為0.1～0.5wt％。

本公開另一方面涉及制備上述導電陶瓷復合隔膜的方法，包括：

(1)將高分子接枝改性陶瓷、納米無機固態電解質和有機聚合物、粘結劑、潤濕劑和有機溶劑混合得到復合陶瓷漿料，其中，基于所述漿料的固體總重量，有機聚合物的含量為5～80wt％，納米無機固態電解質的含量為10～85wt％，高分子接枝改性陶瓷的重量比為1～20wt％，粘結劑的含量為1～12wt％，潤濕劑的含量為0.1～0.5wt％；

(2)將復合陶瓷漿料涂覆于多孔基膜的一側或兩側后干燥得到導電陶瓷復合涂層。

本公開又一方面提供一種固態電池，其包括：涂覆正極活性物質的正極片、導電陶瓷復合隔膜、充斥在復合隔膜中的電解液及負極片。

有益效果