[發明專利]一種金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010773092.2
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111900314B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 閆昭;李泓
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M50/434
• 分類號: H01M50/434;H01M50/417;H01M50/491;H01M50/403;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

1.一種金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜，其特征在于，所述金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜包括：基膜，以及附著于基膜的至少一側表面的涂層；

所述涂層是以金屬復合氧化物材料為主材的混合物；所述金屬復合氧化物材料具體為Mg_xM_yO；其中x＝0.1-2，y＝0.1-2，M為Cu、Ni、Zn、Ti、Mn、Fe、Pb中的一種或幾種；所述金屬復合氧化物材料的粒徑D50在100nm-10um之間。

2.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層的單側或兩側還具有膠層；所述膠層的材料包括聚偏氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 中的一種或幾種。

3.根據權利要求2所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層的厚度在1-10μm之間，所述膠層的厚度在0.5μm-5μm之間。

4.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述基膜為有機基膜，包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯復合膜或聚酰亞胺無紡布，所述基膜的厚度為5-22μm，孔隙率為30％-70％。

5.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層具體包括：20wt％-80wt％的溶劑、5wt％-79.95wt％的金屬復合氧化物材料，0wt％-10wt％的潤濕分散劑，0.05wt％-20wt％的粘結劑，0wt％-3wt％的助劑；

所述溶劑包括：去離子水、N-甲基吡咯烷酮、酒精、二甲基甲酰胺中的一種或多種混合；

所述潤濕分散劑包括：聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯脂肪醇醚、月桂醇硫酸鈉、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸鈉中的一種或多種；

所述粘結劑包括：聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、羧甲基纖維素鈉、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡膠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚氨酯中的一種或多種；

所述助劑包括：鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、聚氧乙烯脂肪醇硫酸鹽、聚二醇醚、聚氧乙烯醚羧酸鈉、聚氧乙烯酰胺或聚酰胺蠟中的一種或多種。

6.一種上述權利要求1-5任一所述的金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

按照所需質量份數，將金屬復合氧化物Mg_xM_yO、濕潤分散劑、粘結劑、助劑和溶劑在攪拌罐中分散攪拌1-5小時，得到漿料；x＝0.1-2，y＝0.1-2；分散速度為500rmp-5000rmp，攪拌速度為5rmp-50rmp；

將分散好的漿料通過150目篩網過濾，并均勻涂布于基膜的至少一個表面上，在25℃～75℃下烘干，得到所述金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜；其中，所述涂布的基膜走帶速度為1m/min-30m/min，涂布厚度為1-10μm。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述漿料按所需質量份數具體包括：20wt％-80wt％的溶劑、5wt％-79.95wt％的金屬復合氧化物材料，0wt％-10wt％的潤濕分散劑，0.05wt％-20wt％的粘結劑，0wt％-3wt％的助劑。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，涂覆方法包括微凹輥涂法、噴涂法、浸涂法、刮刀法中的任一種。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括上述權利要求1-5任一所述的金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜。

10.一種上述權利要求1-5任一所述的金屬復合氧化物涂覆的電池隔膜的用途，其特征在于，所述電池隔膜用于二次電池的電池隔膜。