[發明專利]一種復合隔膜及其制備工藝

在審

• 申請號: 202110336055.X
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113097642A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 鄧斌;姜蔚陽;黃樂飛;張安;朱麗娟
• 申請（專利權）人: 泰州衡川新能源材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/449;H01M50/446;H01M50/414
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 李浩

本發明公開了一種復合隔膜及其制備工藝，包括基膜和復合層，所述復合層包括氧化物層和樹脂層，所述氧化物層包括氧化鋁層和二氧化錳層，所述樹脂層位于氧化鋁層和二氧化錳層之間，所述氧化鋁層與基膜接觸。本發明通過對復合隔膜組分、工藝的設置，形成氧化物層和樹脂層，在基膜表面沉積氧化鋁層，在氧化鋁層表面制備聚多巴胺層，并利用聚多巴胺的還原性將高錳酸鉀還原，在聚多巴胺層表面原位生成二氧化錳，提高所制復合隔膜的吸液率；由于膜體上氧化鋁顆粒表面的極性基團與聚多巴胺中極性基團的相互作用，提高所制復合隔膜的熱穩定性、力學性能、尺寸穩定性，并提高所制復合隔膜的潤濕性能，促進復合隔膜與電解液的相容性。

技術領域

本發明涉及電池隔膜技術領域，具體為一種復合隔膜及其制備工藝。

背景技術

我們稱能夠產生電能的裝置為電池，包括太陽能電池、化學電池等；其中化學電池將花絮鞥轉變為電能，設置有正極、負極和電解質，并在電池正極和負極之間設置有電池隔膜。目前，在電池隔膜領域，主流制備工藝是采用聚烯烴主要原料，經多次拉伸及萃取洗滌后，得到產品膜片，為了提升基膜性還能會對基膜進行表面涂覆改性或多層共擠處理。在現有動力電池市場需求的催動下，各電池廠商普遍在追求生產大功率放電、高使用壽命、高安全性能的鋰離子電池。而傳統工藝下生產得到的隔膜因自身材料各項性能的局限性，逐漸不能滿足當下動力電池等高標準領域的要求。因此，我們提出一種復合隔膜及其制備工藝。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合隔膜及其制備工藝，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：一種復合隔膜，包括基膜和復合層，所述復合層包括氧化物層和樹脂層，所述氧化物層包括氧化鋁層和二氧化錳層，所述樹脂層位于氧化鋁層和二氧化錳層之間，所述氧化鋁層與基膜接觸。

進一步的，所述樹脂層為聚多巴胺層。

一種復合隔膜的制備工藝，包括以下步驟：

(1)等離子體處理：取基膜，以恒定流量的O₂為原料進行等離子體處理；

(2)沉積：取步驟(1)得到的基膜，以三甲基鋁和去離子水為反應源進行原子沉積，形成氧化鋁層；

(3)聚合：取步驟(2)得到的膜體進行預潤濕，然后浸入混合溶液中進行處理，形成聚多巴胺層；

(4)反應：取步驟(3)得到的膜體浸入高錳酸鉀、濃硫酸的混合溶液中，加入催化劑，高錳酸鉀還原，形成二氧化錳層；

(5)加工：取步驟(4)得到的膜體進行水洗、干燥，經展平熱定型后進行裁切收卷，制得復合隔膜。

進一步的，所述步驟(1)中等離子體處理工藝為：放電功率20W～30W，氧氣流量20～30mL/min，處理時間2～5min。

進一步的，所述步驟(2)中原子沉積工藝為：反應溫度為50～80℃，原子層沉積的周期為20～50周。

進一步的，所述步驟(3)中預潤濕處理時間為0.5～0.8h，預潤濕所使用的溶液為質量分數90～95％的乙醇溶液；

所述步驟(3)中混合溶液的ph為8～11；所述步驟(3)混合溶液中包括多巴胺、溶劑和緩沖液；

所述溶劑為乙醇、乙腈、甲苯中的一種或多種。

進一步的，所述步驟(3)中多巴胺、溶劑的堿性混合溶液中的溶劑優選乙醇，緩沖液優選氨水；

所述步驟(3)中乙醇：多巴胺：氨水緩沖液的質量比為(0.03～0.05):(0.2～0.7):1；

所述步驟(3)中膜體的浸入時間為1～5h。

進一步的，所述步驟(4)中的催化劑為三乙胺溶液，三乙胺溶液濃度為0.5～0.6mol/L，