[發明專利]一種電解質隔膜、其制作方法及固體電池

有效

• 申請號: 202010185506.X
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111341976B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王康平;李洋;袁康;曹晨;陳超;李旭
• 申請（專利權）人: 中創新航技術研究院（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M50/409
• 分類號: H01M50/409;H01M50/431;H01M50/403;H01M10/0525;H01M10/056
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉彩紅

本發明公開了一種電解質隔膜、其制作方法及固體電池，因在電解質隔膜中增加了熱致變形體，在固體電池的溫度大于或等于預設溫度時，熱致變形體可以碳納米管的偶極矩方向與電解質隔膜的表面所在平面之間的夾角在預設范圍之外，進而使得鋰離子的傳輸能力大大降低，降低電池的性能，從而提高電池的安全性。并且，因在電解質隔膜中增加了碳納米管，不僅可以在電解質隔膜中維持較高的取向性，以提高電解質隔膜的取向性，進而提高鋰離子在碳納米管中的傳輸效率，還可以使得該種電解質隔膜可以與電池中的正極和負極具有良好地接觸，以及具備更小的界面離子轉移阻抗，有效解決了現有技術中電解質隔膜與正負極接觸阻抗大的問題。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，尤指一種電解質隔膜、其制作方法及固體電池。

背景技術

鋰離子電池一般包括：正極、負極、電解液、以及電解質隔膜，其中，正極一般為含鋰化合物，負極一般為碳素材料，鋰離子可以在電解質隔膜中自由通過，而電子無法通過，以傳輸鋰離子。具體的充放電過程為：

在鋰離子電池充電時，正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子通過電解液和電解質隔膜傳輸至負極，在作為負極的碳呈層狀結構時，鋰離子可以嵌入到層狀結構的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

在鋰離子電池放電時，嵌入在負極中的鋰離子會脫出，通過電解液和電解質隔膜回到正極，回到正極的鋰離子越多，放電容量越大。

固態電池與鋰離子電池的充放電原理相似，只是固體電池中僅包括正極、負極和固體的電解質隔膜，鋰離子可以在電解質隔膜中進行傳輸，實現充放電功能。然而，若因某些因素引起固體電池的溫度升高時，會給電池的使用者帶來較大的安全隱患。

那么，如何提高固體電池的安全性，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種電解質隔膜、其制作方法及固體電池，用以提高固體電池的安全性。

第一方面，本發明實施例提供了一種電解質隔膜，包括：碳納米管和熱致變形體；

其中，所述碳納米管具有半導體性；

所述熱致變形體用于：

在所述電解質隔膜的當前溫度小于預設溫度時具有第一狀態，以使所述碳納米管的偶極矩方向與所述電解質隔膜的表面所在平面之間的夾角在預設范圍內；

在所述當前溫度大于或等于所述預設溫度時具有第二狀態，以使所述碳納米管的偶極矩方向與所述電解質隔膜的表面所在平面之間的夾角在所述預設范圍之外；

其中，所述夾角為銳角或直角。

第二方面，本發明實施例提供了一種電解質隔膜的制作方法，包括：

將碳納米管和熱致變形體添加至制膜溶液中，經攪拌混合后得到分散液；

在預設溫度和預設電場下，通過制膜工藝將所述分散液制作成膜，得到第一膜結構；

對所述第一膜結構進行清洗和干燥處理，得到所述電解質隔膜；

其中，所述碳納米管具有半導體性；所述熱致變形體用于：在所述電解質隔膜的當前溫度小于預設溫度時具有第一狀態，以使所述碳納米管的偶極矩方向與所述電解質隔膜的表面所在平面之間的夾角在預設范圍內，在所述當前溫度大于或等于所述預設溫度時具有第二狀態，以使所述碳納米管的偶極矩方向與所述電解質隔膜的表面所在平面之間的夾角在所述預設范圍之外，所述夾角為銳角或直角。

第三方面，本發明實施例提供了一種固體電池，包括：如本發明實施例提供的上述電解質隔膜。

本發明有益效果如下：

本發明實施例提供的一種電解質隔膜、其制作方法及固體電池，具有以下幾點優勢：