[發明專利]一種消除質子氫的涂覆隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110005388.4
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112886133A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 董秋春;白耀宗;李子陽;劉杲珺;薛山;劉志剛;史新明;吳奇陽;朱滕輝
• 申請（專利權）人: 中材鋰膜有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/434;H01M50/426;H01M50/417
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 莊沙麗;徐冬濤

本發明公開了一種消除質子氫的涂覆隔膜及其制備方法，用于消除或吸附質子氫（H+），降低電池在使用過程中因電解液發生分解產生的氫氟酸（HF）或者質子氫（H+）的量。一種消除質子氫的涂覆隔膜包括基膜和涂層，涂層由涂覆漿料涂覆在基膜表面干燥形成，涂覆漿料由無機陶瓷涂覆材料或有機涂料與分散劑混合后加入到溶劑中進行球磨或攪拌，再加入包含給電子基團的樹脂形成。一種消除質子氫的涂覆隔膜的制備方法，包括以下步驟：（1）將無機陶瓷涂覆材料或有機涂料與分散劑混合后加入到溶劑中，進行球磨或攪拌，之后加入包含給電子基團的樹脂，并攪拌，得到涂覆漿料；（2）將得到的漿料涂覆在基膜表面，干燥處理后得到復合隔膜。

技術領域

本發明涉及一種消除質子氫的涂覆隔膜及其制備方法，屬于鋰離子電池隔膜技術領域。

背景技術

隔膜作為鋰離子電池體系中關鍵主材，主要起到隔絕正、負極，防止短路，同時保證具有一定的電解質浸潤性和保液性，為鋰離子傳輸提供通道。隔膜各項性能直接決定電池的界面性能及內阻，進而影響到電池充放電性能及循環性能。

現有技術的鋰離子電池隔膜主要以聚烯烴多孔隔膜為主，制備方法主要分為干法、濕法拉伸，如公開號為CN100448922C、名稱為“由聚烯烴制得的微多孔膜”的專利公開了一種由聚烯烴制得的微多孔膜的方法及相關特性。公開號為CN107910476A、CN108565382A、CN109686900A及CN107275550A公開了通過無機或無機有機混涂，主要改善隔膜的耐熱性和浸潤性。

雖然現有聚烯烴多孔隔膜在鋰離子電池中能夠成熟應用，但隨著鋰離子電池在高功率、高能量密度、長倍率循環方面的廣泛應用，對隔膜提出了更加嚴格的要求。常規隔膜及涂覆隔膜在電池中主要起物理隔離正負極作用，但電池在使用過程中電解液發生分解產生的氫氟酸（HF）或者質子氫（H+）對電極材料尤其是正極材料腐蝕或反應，損壞電極活性位點，致使電池循環性能及容量衰減。而現有技術并沒有一種能消除或吸附質子氫（H+）的鋰電池隔膜，避免電池在使用過程中電解液發生分解產生的氫氟酸（HF）或者質子氫（H+）。為了滿足動力電池發展的需要，因此開發能夠有效消除或吸附質子氫（H+）電池隔膜已非常重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種消除質子氫的涂覆隔膜及其制備方法，用于消除或吸附質子氫（H+），降低電池在使用過程中因電解液發生分解產生的氫氟酸（HF）或者質子氫（H+）的量。

本發明采用如下技術方案：一種消除質子氫的涂覆隔膜，其包括基膜和涂層，涂層由涂覆漿料涂覆在基膜表面干燥形成，涂覆漿料由無機陶瓷涂覆材料或有機涂料與分散劑混合后加入到溶劑中進行球磨或攪拌，再加入包含給電子基團的樹脂形成。

一種消除質子氫的涂覆隔膜的制備方法，包括以下步驟：（1）將無機陶瓷涂覆材料或有機涂料與分散劑混合后加入到溶劑中，進行球磨或攪拌，之后加入包含給電子基團的樹脂，并攪拌，得到涂覆漿料；（2）將得到的漿料涂覆在基膜表面，干燥處理后得到復合隔膜。

所述步驟（1）得到的漿料中，重量百分含量如下：所述無機陶瓷涂覆材料為所述漿料的0%-50%，所述有機涂料為所述漿料的0%-25%，所述分散劑為無機陶瓷涂覆材料或有機涂料的0.02%-0.45%，所述包含給電子基團的樹脂為無機陶瓷涂覆材料或有機涂料的0.1%-60%或所述漿料的0.02%-30%。

所述步驟（1）中無機陶瓷涂覆材料為Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、MgO、Mg(OH)₂、黏土、ZrO₂、SiC的陶瓷粉料中的一種或兩種以上；有機涂覆材料為聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚丙烯腈、芳綸的有機粉料或懸浮液中的一種或兩種以上。

所述步驟（1）中分散劑為聚吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或兩種以上的混合分散劑。