[發明專利]一種電池雙層隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910079454.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109786638B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 何偉東;曾廣鋒;丁顯波;陳太寶;周梅
• 申請（專利權）人: 深圳鋰硫科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525;H01M10/42;A62C3/16
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;彭西洋

本發明公開了一種電池雙層隔膜及其制備方法，所述電池雙層隔膜包括第一層隔膜、以及涂布在第一層隔膜上的第二層隔膜，其中，所述第一層隔膜為添加Ta₂O₅的第一主體聚合物，所述第二層隔膜為添加MoO₃的第二主體聚合物。通過調整陶瓷添加劑的比例，本發明提供的電池雙層隔膜具備出色的電化學性能以及阻燃性能，并且，本發明提供的電池雙層隔膜的制備方法工藝簡單，易于實施，能夠提高生產效率并節約成本。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種電池雙層隔膜及其制備方法。

背景技術

近些年來，從化石燃料到低溫室氣體能源的穩定轉變極大地促進了先進儲能技術的發展。其中，可再充電電池有望成為最有前途的能量存儲設備，因為它們具有高比能量密度、長的使用壽命和最小的記憶效應。然而，與易燃有機液體電解質直接相關的不受控制的安全問題阻礙了鋰離子電池等可再充電電池的大規模應用。理論上，要獲得出色的儲能性能，鋰離子電池等二次電池需要在一定范圍的溫度和電壓窗口工作。然而，鋰離子電池等二次電池的短路、過充以及不當的使用會導致電池內部的溫度急速升高，鋰陽極上的鈍化膜以及固體電解質中間相會分解，并引發一系列的熱反應。這些熱反應會引起熱逃逸并增加電池內部的溫度和壓力，這可能會導致電池內部電解液的燃燒或引起電池的爆炸。因此，電池的安全性能決定著二次電池的長期發展。

目前提高電池安全性能的方法主要包括了制備阻燃的隔膜，往有機電解液里添加阻燃劑等。阻燃的隔膜包括了聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP隔膜、聚酰亞胺PI隔膜等。事實上，這些隔膜的阻燃性能仍然具有局限性，并且，這些隔膜應用在鋰離子電池中展現了較差的電化學儲能特性。阻燃劑能夠阻止有機電解液的燃燒，提高電池的安全性能。阻燃劑通過游離自由基機理或者提高電解液的熱穩定性兩大途徑來降低電解液的易燃性。但是阻燃劑的濃度必須很大才能達到理想的阻燃效果，同時阻燃劑能夠與電極材料發生反應，降低有機電解液的離子電導率并惡化電池的儲能性質。基于以上兩點不足，為了消除鋰離子電池等二次電池的安全問題，開發新型阻燃隔膜仍然是一個重點。

發明內容

本發明提出了一種電池雙層隔膜，其具有出色阻燃性能和高離子電導率，主要用作一次電池和二次電池的隔膜，如鋰離子電池、鈉離子電池等。所述電池雙層隔膜包括第一層隔膜、以及涂布在第一層隔膜上的第二層隔膜，其中，所述第一層隔膜為添加Ta₂O₅的第一主體聚合物，所述第二層隔膜為添加MoO₃的第二主體聚合物。

優選的，所述第一層隔膜中，所述第一主體聚合物含量為40％～93.33％，所述Ta₂O₅含量為6.67％～60％。

優選的，所述第二層隔膜中，所述第二主體聚合物含量為40％～93.33％，所述MoO₃的含量為6.67％～60％。

優選的，所述第一主體聚合物和所述第二主體聚合物為相同或不同，其均選自PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、PVDF(六氟丙烯，化學式為(-CH₂CF₂-)_n)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVA(聚乙烯醇)、PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯)中的任意一種。

優選的，所述第一主體聚合物和所述第二主體聚合物均為PVDF-HFP，PVDF-HFP化學式為(-CH₂CF₂-)_x[-CF₂CF(CF₃)-]_y，其相對分子量M_w為5.7×10⁵～6.0×10⁵。

優選的，所述Ta₂O₅在第一層隔膜中的含量為6.67％、或15％、或60％。