[發明專利]一種含鋰隔膜及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011097809.2
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112151727B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 熊后高;蘭梟;周偉;杜雙龍;朱忠泗;呂正中
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司;荊門億緯創能鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/431;H01M50/449;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種含鋰隔膜及其制備方法和鋰離子電池。本發明提供的制備方法包括以下步驟：以保護性氣體作為載氣，負載加熱后的含鋰粉末噴射到基膜表面，得到所述含鋰隔膜。本發明提供的制備方法在基膜表面噴射快速形成含鋰薄膜，可以對電池充放電過程中鋰的損耗進行補充。形成的鋰薄膜的厚度可以控制，通過調整氣體流率，含鋰粉末量，以及隔膜的放卷收卷速率進行調控。以保護性氣體作為載氣，可以確保含鋰材料對于環境的要求，并且選用干燥房進行反應可以保證密封性良好。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，涉及一種隔膜及其制備方法和鋰離子電池，尤其涉及一種含鋰隔膜及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術

在電池的首次充電的過程中都會有SEI膜的形成而消耗部分里，由此而造成鋰的損失，會降低電池的容量，造成首效降低。為了減少在充電過程中的不可逆容量帶來的電池容量的降低，需要在材料中補充一些鋰。

現有技術中的補鋰方法包括：

1.將鋰粉直接撒在隔膜上然后冷壓形成復合隔膜(干法)，鋰帶干法復合隔膜，這不僅對環境要求較高，也很難精準控制復合在隔膜表面金屬鋰的含量，隔膜上金屬鋰的過量會更容易導致析鋰，其次會降低隔膜的柔性，給極片卷繞帶來不便。

2.將鋰粉制成漿料涂覆在隔膜表面，制備成漿料需要添加大量的有機溶劑，涂覆及干燥，工藝時間較長且能耗高。

3.將鋰帶和隔膜通過通過冷壓的方法復合在一起(鋰帶復合)，以及將熔融狀態的鋰跟隔膜復合在一起，對環境要求高，無法控制鋰薄膜的厚度。

CN111312966A公開了含鋰隔膜、鋰電池電芯、鋰電池及它們的制備方法。含鋰隔膜包括：幅材形式的隔膜；在所述隔膜的一個表面上沿幅材的長度方向分布的一個或多個含鋰區，其中在幅材的長度方向上，所述隔膜的長度大于等于所述含鋰區的長度，并且在幅材的寬度方向上，所述隔膜的寬度大于所述含鋰區的寬度，并且所述含鋰區的厚度為0.1-100μm，優選0.1-30μm。

CN110459723A公開了一種電池隔膜，包括層疊設置的隔膜本體和含鋰涂層，所述含鋰涂層中具有含鋰化合物和粘結劑，所述含鋰化合物在所述含鋰涂層中的質量分數為80％～98％。其制備方法包括：提供含鋰化合物漿料，所述含鋰化合物漿料包括均勻混合的所述含鋰化合物、所述粘結劑和分散劑；將所述含鋰化合物漿料涂布在所述隔膜本體上；以及將涂布有所述含鋰化合物漿料的所述隔膜進行干燥而去除所述分散劑。

CN105206777A公開了一種含鋰離子傳導多孔無機氧化物的鋰電池隔膜及其制備方法。所述的鋰電池隔膜表面涂覆有涂層，該涂層包含粘結劑、穩定劑和可傳導鋰離子的多孔無機氧化物，該多孔無機氧化物由可傳導鋰離子的聚合物與無機氧化物前驅體復合后晶化而成；所述制備方法的特點在于利用鋰離子傳導聚合物與無機氧化物前驅體在表面活性劑作用下形成先復合，然后在水熱條件下晶化，形成可傳導鋰離子的多孔無機氧化物，然后與粘結劑、穩定劑、烷基鏈紫外交聯劑混合制備漿料、最后涂布于鋰離子電池隔膜表面、紫外照射并干燥。

但是上述方案均存在著制備麻煩，對環境要求高，無法控制鋰薄膜的厚度等問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種含鋰隔膜及其制備方法和鋰離子電池。本發明提供的制備方法可以在隔膜上形成厚度可控的鋰薄膜，補鋰效果好。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種含鋰隔膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

以保護性氣體作為載氣，負載加熱后的含鋰粉末噴射到基膜表面，得到所述含鋰隔膜。

本發明中，采用保護性氣體負載含鋰粉末在基膜表面快速形成含鋰膜，可以對電池充放電過程中鋰的損耗進行補充。