[發明專利]一種富鋰鋰電池涂覆隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010980323.7
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112018314A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 尚文濱;運娜娜;李正林;翁星星;盛夏
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 李浩

本發明公開了一種富鋰鋰電池涂覆隔膜及其制備方法。富鋰鋰電池涂覆隔膜主要由基材和基材表面的涂覆層構成。涂覆層的漿料由纖維素鋰0.5?10份、聚偏氟乙烯或陶瓷粉體15?60份、粘結劑1?10份組成。富鋰鋰電池涂覆隔膜的制備方法為(1)將纖維素、氫氧化鋰、一氯醋酸、溶劑混合，一定溫度下反應，生成纖維素鋰；(2)纖維素鋰、聚偏氟乙烯、粘結劑共混，得到漿料；(3)取基材，將其正、反兩面經高壓電暈，用漿料均勻涂布在基材表面，烘干，制得富鋰鋰電池涂覆隔膜。本發明制備的富鋰鋰電池涂覆隔膜不僅有效形成可自由移動的游離態鋰離子，極大提高了隔膜的補鋰范圍和補鋰功能；同時避免了隔膜涂層脫落的問題，使得鋰電池穩定性、安全性提高。

技術領域

本發明涉及鋰電池隔膜技術領域，具體為一種富鋰鋰電池涂覆隔膜及其制備方法。

背景技術

隔膜作為鋰電池中的四大材料之一，在電池中承擔著隔絕正負極，提供鋰離子遷移的通道作用，隨著行業的不斷發展，鋰電池生產廠家對隔膜的要求越來越高，由于電池在使用過程中，鋰離子會不斷的在正負極和各種中形成鋰枝晶及SEI膜，導致鋰電池的容量不斷的降低。

隔膜的主要材質為PE或PP，由于其材質本身的特性，在高溫時便會軟化，高溫尺寸穩定性能較差，行業內普遍采用在隔膜表面涂覆一層陶瓷涂層的方式，來抑制隔膜基材的熱收縮，從而達到隔膜高溫尺寸穩定性能。同時為了隔膜有補鋰功能，普遍在陶瓷涂層中增加鋰陶瓷粉體，雖然在陶瓷粉體中，添加了富鋰陶瓷粉體，但鋰離子在陶瓷粉體中無法有效的移動，形成可以在電解液中自由移動的鋰離子。所以，雖然添加了富鋰陶瓷，但對電池的補鋰功能有限；同時富鋰陶瓷粉體無法在陶瓷粉體中分散的均勻一致，導致富鋰陶瓷隔膜的鋰離子補充位置不均一，可能在不斷的使用過程中，形成鋰枝晶，影響鋰電池的安全性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種富鋰鋰電池涂覆隔膜及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種富鋰鋰電池涂覆隔膜，包括基材，基材表面有漿料涂布形成的涂覆層。

進一步的；所述漿料由以下原料制得，按重量份數計，纖維素鋰0.5-10份、聚偏氟乙烯15-60份、粘結劑1-10份；

所述漿料還可以由以下原料制得，按重量份數計，纖維素鋰0.5-10份、陶瓷粉體15-60份、粘結劑1-10份。

進一步的；所述纖維素鋰各原料組分如下，按百分數計，纖維素1-20％、氫氧化鋰5-30％、一氯醋酸10-20％、其余為溶劑。

進一步的：所述纖維素為羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素中的一種或多種；且纖維素的分子量是5萬-10萬。

進一步的；所述粘結劑為聚丙烯酸酯類、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈類共聚物、丙烯酸和丙烯腈的共聚物、改性PMMA中的一種或多種。

進一步的；所述聚偏氟乙烯為偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物或偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物；

進一步的；所述聚偏氟乙烯中偏二氟乙烯與三氟乙烯的摩爾比為1:1-7:3；所述聚偏氟乙烯中偏二氟乙烯與四氟乙烯的摩爾比為1:1-7:3；且聚偏氟乙烯的分子量為10萬-100萬，聚偏氟乙烯的結晶度為30-80％。

進一步的；所述基材正、反兩面經過高壓電暈；電暈的電流值為1-5A；所述基材為陶瓷涂覆隔膜、聚烯烴隔膜、無紡布隔膜、PI隔膜、聚丙烯隔膜中的一種或多種，優選為陶瓷涂覆隔膜或聚烯烴隔膜；所述基材孔隙率為30-60％。

本方案，利用1-5A高壓電流對基材表面進行高壓電暈處理，使基材表面的分子結構上形成CH₃-化學鍵，該化學鍵增強了基材表面的極性，可增強涂層與基材的粘結力，從而避免涂層脫落，增強了電池的穩定性能。