[發明專利]一種復合隔膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011597103.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112736364B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 易懷波;呂鑫;劉榮江;黃彬彬;劉金成;劉建華
• 申請（專利權）人: 惠州億緯創能電池有限公司;惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/434;H01M50/451;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

本發明提供了一種復合隔膜及其制備方法和應用，所述復合隔膜的制備方法包括：將陶瓷粉末、刻蝕劑與水混合，反應后固液分離，得到固體產物；將得到的固體產物、鋰鹽與氧化劑混合，反應后依次經過干燥和煅燒，得到改性陶瓷粉末；將得到的改性陶瓷粉末與分散劑、粘結劑和溶劑混合，得到改性陶瓷漿料，將所述改性陶瓷漿料涂覆到基膜上，經烘干后得到復合隔膜。本發明所述制備方法通過對陶瓷粉末進行改性，得到改性陶瓷漿料，將其涂覆在基膜之上，一方面提高了陶瓷粉末表面的不規則度，另一方面提高了復合隔膜的電導率；所述制備方法工藝流程簡單，有利于工業化應用。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種復合隔膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著不可再生能源的匱乏和全社會對環境污染的控制，新能源的發展已成不可阻擋之勢。鋰離子電池因具有比能量大、質量輕、循環壽命好、自放電率低、無記憶效應及對環境友好等優點，已經廣泛應用于電動汽車領域和儲能領域。隨著鋰離子電池應用范圍不斷擴大，各行各業對鋰離子電池的性能提出了更加嚴苛的要求，如電池容量的提升、電池循環壽命的增加以及電池安全性能的提升等。

隔膜作為鋰離子電池組成的主要材料，對電池性能與安全起到了重要作用。目前，陶瓷涂覆隔膜廣泛應用于消費類與動力電池中，尤其是氧化鋁陶瓷涂覆隔膜能提升鋰離子電池的安全，但是，電池級氧化鋁陶瓷形狀多呈現矩形、橢圓，表面光滑，陶瓷顆粒堆疊后孔隙變小，制備得到的陶瓷涂覆層透氣性變差，隔膜的透氣性變低，阻抗增加，削弱電池的電化學性能。因此，開發一種新的氧化鋁陶瓷涂覆隔膜，提高透氣性、降低阻抗，提升電池性能成為當前迫切需要解決的問題。

CN109742298A公開了一種多孔陶瓷隔膜漿料及其制備方法和應用，制備方法包括以下步驟：用氫氟酸腐蝕陶瓷粉末得到多孔陶瓷粉末，陶瓷粉末由至少兩種陶瓷材料制成；將多孔陶瓷粉末與鹽酸或硝酸混合進行活化，得到活化多孔陶瓷粉末；用硅烷偶聯劑對活化多孔陶瓷粉末的表面進行包覆，得到敏化多孔陶瓷粉末；將敏化多孔陶瓷粉末與粘結劑和有機溶劑混合，并攪拌均勻，得到多孔陶瓷隔膜漿料。該方法需采用多種陶瓷粉末作為原料，且需經過活化、敏化等處理，工藝流程較為復雜。

CN109686918A公開了一種鋰離子電池極片，包括：集流體和涂覆在集流體上的漿料膜片，漿料膜片上均勻開設有微孔，微孔貫穿漿料膜片的兩側表面。該電池極片通過在漿料膜片上沖擊微孔而提升電池性能，其制備過程不易控制，易損壞電池極片，不利于工業化應用。

綜上所述，如何提供一種新的氧化鋁陶瓷涂覆隔膜，提高透氣性、降低阻抗的同時提升電池性能成為當前亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種復合隔膜及其制備方法和應用，所述復合隔膜的制備方法通過對陶瓷粉末進行改性，得到改性陶瓷漿料，將其涂覆在基膜之上，一方面提高了陶瓷粉末表面的不規則度，另一方面提高了復合隔膜的電導率；所述制備方法工藝流程簡單，有利于工業化應用。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種復合隔膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將陶瓷粉末、刻蝕劑與水混合，反應后固液分離，得到固體產物；

(2)將步驟(1)得到的固體產物、鋰鹽與氧化劑混合，反應后依次經過干燥和煅燒，得到改性陶瓷粉末；

(3)將步驟(2)得到的改性陶瓷粉末與分散劑、粘結劑和溶劑混合，得到改性陶瓷漿料，將所述改性陶瓷漿料涂覆到基膜上，得到復合隔膜。