[發(fā)明專利]功能化隔離膜及鋰金屬電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910682442.1
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN112310559B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉成勇;郭永勝;范銓;張濤;梁成都;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/491;H01M10/052
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 段月欣

1.一種功能化隔離膜，其特征在于，包括多孔基材以及設(shè)置于所述多孔基材至少一個(gè)表面的功能膜層；

所述功能膜層包含無機(jī)粒子和含有正電荷基團(tuán)的聚合物離子液體，所述無機(jī)粒子能與金屬鋰發(fā)生可逆反應(yīng)形成鋰合金，所述無機(jī)粒子的至少部分表面包覆有聚合物包覆層，所述包覆層含有與鋰離子進(jìn)行可逆鍵合的有機(jī)酸基團(tuán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述無機(jī)粒子的體積平均粒徑D_v50為10nm ~ 20μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述無機(jī)粒子的體積平均粒徑D_v50為50nm ~ 10μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述無機(jī)粒子的體積平均粒徑D_v50為200nm~2μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述無機(jī)粒子選自硅、硅氧化合物SiO_a、鎂、鋁、鋅、銦、銻、銀、金、鍺及錫中的一種或幾種，其中0＜a＜2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的功能化隔離膜，其特征在于，

所述包覆層還包括與鋰離子進(jìn)行可逆鍵合的氨基、亞氨基、巰基及多硫基團(tuán)（?S_b?，b≥2）中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述有機(jī)酸基團(tuán)包括羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、亞磺酸基團(tuán)及磷酸基團(tuán)中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述包覆層包括含有所述有機(jī)酸基團(tuán)的聚烯酸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述聚烯酸包括聚丙烯酸及聚乙烯苯磺酸中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述包覆層的厚度為1nm~ 1μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述包覆層的厚度為5nm~200nm。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述包覆層的厚度為20nm~100nm。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化隔離膜，其特征在于，所述聚合物離子液體包含式I和式II所示的結(jié)構(gòu)單元；

(式I) (式II)

其中，

X為帶負(fù)電荷的陰離子；

R和R²各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)為1~10的亞烴基、或含F(xiàn)、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一種或幾種的碳原子數(shù)為1~ 10的亞烴基；

R¹和R⁴各自獨(dú)立地為H、F、Cl、Br、I、?CN、碳原子數(shù)為1~10的烴基、或含F(xiàn)、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一種或幾種的碳原子數(shù)為1~ 10的烴基；

R³、R^h和R^f各自獨(dú)立地為F、Cl、Br、I、?CN、碳原子數(shù)為1~10的烴基、或含F(xiàn)、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一種或幾種的碳原子數(shù)為1~ 10的烴基；

Y為N或P，p為3；或者，Y為S，p為2；

l和m為相同或不同的正整數(shù)。