[發明專利]一種以納米二氧化硅為填料的PVDF隔膜

在審

• 申請號: 202110973443.9
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113675530A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 劉方;劉瑾豪;李越旺
• 申請（專利權）人: 長園澤暉新能源材料研究院（珠海）有限公司
• 主分類號: H01M50/431
• 分類號: H01M50/431;H01M50/446;H01M50/451;H01M50/417;H01M50/426;H01M50/457;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市世通專利代理事務所(普通合伙) 44475
• 代理人: 賀愛文

本發明公開了一種以納米二氧化硅為填料的PVDF隔膜，包括一復合膜，該復合膜由基膜以及至少一層涂覆在基膜單面或者兩側面上的涂層組成，該涂層為納米二氧化硅填充PVDF涂層，納米二氧化硅硅氧四面體形成的立體網狀結構將涂層與基膜粘接固定。本發明的產品涂層與基材形成一個立體網狀結構，增強了涂層與隔膜的結合力，大大提升隔膜的耐熱性能，使鋰離子電池的安全性能進一步提升。

技術領域

本發明涉及一種隔膜，具體涉及一種以納米二氧化硅為填料的PVDF隔膜。

背景技術

PVDF涂覆隔膜，提高了隔膜與極片的粘結性能，使鋰離子電池的循環性能得到明顯提升，但由于耐熱性能較差，限制了其在鋰離子電池尤其是在動力電池方面的應用。現有技術普遍使用納米氧化鋁填充PVDF涂覆隔膜來改善隔膜的耐熱性能，以提高鋰離子電池的安全性能。然而納米氧化鋁的平面結構的特性導致產品涂層與隔膜附著力一般、耐熱性能提升不大等問題。

鋰離子電池以其能量密度大、工作電壓高、循環壽命長和自放電率低等特點，越來越受到人們的關注，其應用范圍也在逐漸拓展。在鋰電池結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一，隔離正負極、防止兩極接觸而短路，此外還具有提供電解質離子通過的功能。

隨著動力汽車的發展，能量密度成為了當前鋰離子電池發展的最大挑戰，人們都期待電池的能量密度能夠達到一個全新的量級，使得產品的續航時間或續航里程不再成為困擾產品的主要因素。而高能量密度下鋰離子電池對隔膜的耐熱性，吸液/保液率等要求越來越高。現有的主要解決方案是在聚烯烴隔膜的表面涂覆功能涂覆層，主要為陶瓷涂覆、PVDF涂覆、陶瓷填充PVDF涂覆等，其中陶瓷填充PVDF涂覆兼具了陶瓷涂覆和PVDF涂覆的優點，是目前涂覆技術中的主流，應用普遍的是納米氧化鋁填充PVDF涂覆技術。

PVDF涂覆隔膜，提高了隔膜與極片的粘結性能，使鋰離子電池的循環性能得到明顯提升，但由于耐熱性能較差，限制了其在鋰離子電池尤其是在動力電池方面的應用。現有技術普遍使用納米氧化鋁填充PVDF涂覆隔膜來改善隔膜的耐熱性能，以提高鋰離子電池的安全性能。然而納米氧化鋁的平面結構的特性導致產品涂層與隔膜附著力一般、耐熱性能提升不大等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是一種以納米二氧化硅為填料的PVDF隔膜，采用納米二氧化硅填充PVDF涂層，納米二氧化硅易分散、懸浮液穩定性好，硅氧四面體形成的立體網狀結構使涂層與基膜粘結更牢固，形成的網狀骨架支撐也大大提升隔膜的耐熱性能，使鋰離子電池的安全性能進一步提升。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種以納米二氧化硅為填料的PVDF隔膜，包括一復合膜，該復合膜由基膜以及至少一層涂覆在基膜單面或者兩側面上的涂層組成，該涂層為納米二氧化硅填充PVDF涂層，納米二氧化硅硅氧四面體形成的立體網狀結構將涂層與基膜粘接固定。

作為優選的技術方案，所述納米二氧化硅填充PVDF涂層為納米二氧化硅和PVDF混合之后涂覆的涂層，或者，所述納米二氧化硅填充PVDF涂層為納米二氧化硅涂層和PVDF涂層的結合。

作為優選的技術方案，所述基膜為聚烯烴多孔基膜，聚烯烴多孔基膜的厚度為5-25μm。

作為優選的技術方案，所述復合膜的厚度為7-30μm。

作為優選的技術方案，位于基膜一側或者雙側的涂層的層數為1-3層。

作為優選的技術方案，每一層納米二氧化硅填充PVDF涂層的厚度為1-5μm。

本發明的有益效果是：本發明產品涂層與基材形成一個立體網狀結構，增強了涂層與隔膜的結合力，大大提升隔膜的耐熱性能，使鋰離子電池的安全性能進一步提升。

附圖說明