本發明公開了一種離子電子導體復合膜及其制備方法和鋰電池,所述離子電子導體復合膜包括1um?50um的基膜和0.5um?10um的涂覆材料;涂覆材料涂布于基膜之上的或者涂布于基膜之上及滲透至基膜中;其中,涂覆材料按照質量份數包括:[1wt%?99.98wt%]的離子導體材料,[0.01%?10wt%]的電子導體材料,(0wt%?98.98wt%]的涂層材料,[0.01wt%?10wt%]的粘結劑、(0wt%?2wt%]的分散劑和(0wt%?2wt%]的助劑;離子導體材料具體包括LISCION固態電解質材料、NASCION型固態電解質材料、鈣鈦礦型固態電解質材料或石榴石型固態電解質材料,及其衍生材料中的一種或多種混合;電子導體材料包括炭黑、導電石墨、碳纖維、碳納米管、乙炔黑、科琴碳、石墨烯、金屬銀、金屬金、氣相生長炭纖維VGCF、導電石墨KS?6和炭黑SUPER?P中的一種或多種。
技術領域
本發明涉及鋰電池材料技術領域,尤其涉及一種離子電子導體復合膜及其制備方法和鋰電池。
背景技術
傳統液態鋰離子電池的主要組成部分為正極、負極、電解液和隔膜。隨著市場的需求,對鋰電池隔膜性能的要求越來越高,在保障安全的前提下需要隔膜機械強度高,離子電導率高,而兩者實現共存相當困難。現有技術中,在隔膜表面涂覆一層陶瓷層,可以有效的提高膜的耐熱性、安全性、熱穩定性以及改善膜的機械強度,從而延長膜的使用壽命。
然而,陶瓷層的存在降低了電池的能量密度,涂覆在膜表面,增加了鋰離子的傳輸距離,增加了電池的內阻。
因此,迫切需要提出一種新型膜以及制備方法來彌補現在技術缺陷。
發明內容
本發明提供了一種離子電子導體復合膜及其制備方法和鋰電池,本發明的離子電子導體復合膜吸液性好、厚度均勻、耐高溫、離子電導率高、抑制鋰枝晶,可以用于液態、半固態、準固態、全固態鋰電池以及金屬鋰電池中,其制備方法環保、適用于大規模生產。
第一方面,本發明實施例提供了一種離子電子導體復合膜,包括:1um-50um的基膜和0.5um-10um的涂覆材料;所述涂覆材料涂布于所述基膜之上的或者涂布于所述基膜之上及滲透至基膜中;
其中,所述涂覆材料按照質量份數包括:[1wt%-99.98wt%]的離子導體材料,[0.01%-10wt%]的電子導體材料,(0wt%-98.98wt%]的涂層材料,[0.01wt%-10wt%]的粘結劑、(0wt%-2wt%]的分散劑和(0wt%-2wt%]的助劑;
所述離子導體材料具體包括LISCION固態電解質材料、NASCION型固態電解質材料、鈣鈦礦型固態電解質材料或石榴石型固態電解質材料,及其衍生材料中的一種或多種混合;
所述電子導體材料包括炭黑、導電石墨、碳纖維、碳納米管、乙炔黑、科琴碳、石墨烯、金屬銀、金屬金、氣相生長炭纖維VGCF、導電石墨KS-6和炭黑SUPER-P中的一種或多種。
優選的,在所述涂覆材料中,所述離子導體材料、電子導體材料、涂層材料呈均勻分布、分層分布、梯度分布或不均勻分布。
優選的,所述衍生材料具體為:
所述LISCION固態電解質材料、NASCION型固態電解質材料、鈣鈦礦型固態電解質材料或石榴石型固態電解質材料上進行金屬氧化物、氟化物、氫氧化物、磷酸鹽、金屬材料和/或碳材料的表面包覆處理得到材料。
優選的,所述LISICON型固態電解質具體為:Li14A1(B1O4)4,其中A1為Zn、Zr、Cr或Sn中的一種或多種,B1為Ge、Si、S或P中的一種或多種;