[發明專利]一種預鋰化復合隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202111059257.0
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113851786A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 史新明;張緒杰;馬源;劉杲珺;白耀宗;薛山;董秋春;劉志剛
• 申請（專利權）人: 中材鋰膜有限公司
• 主分類號: H01M50/414
• 分類號: H01M50/414;H01M50/403;H01M4/62
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;徐冬濤

一種預鋰化復合隔膜及其制備方法，所述復合隔膜包括基層隔膜和預鋰化涂層。制備時，先將預鋰化活性物質、溶劑、粘結劑、導電劑等制作成預鋰化漿料，再將漿料通過凹版輥涂至基層隔膜上，烘干后即可得到預鋰化復合隔膜。本發明提供的復合隔膜可有效提高鋰離子電池的首效，從而提高電池的能量密度，并且預鋰化程度可控，能根據不同廠家的不同配方進行配合設計生產，避免因預鋰化程度不足而導致的效果不明顯或預鋰化過量而導致析鋰等電池問題。制備工藝流程簡單，環境要求低，生產成本低。并可以從鋰離子電池的原料端隔膜解決，不影響電池廠家的生產效率。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池隔膜領域，具體屬于一種預鋰化復合隔膜及其制備方法。

背景技術

近年來，鋰離子電池行業快速發展。鋰離子電池已廣泛應用于汽車動力、電力儲能、便攜式電子產品和電動工具等各方面。在鋰離子電池的首次充放電過程中，由于在負極表面生成SEI膜，正極材料一些死鋰及其它雜質副反應的存在等問題，首次充放電效率不高，三元電池首效約為82-88％。負極使用硅基材料則首效更低。

而同時，人們對于鋰離子電池的能量密度要求卻越來越高，除了在電池正負極材料選型、電池結構設計優化外，進行預鋰化，從而提升電池的首效，減少正極材料中鋰離子的損失，也能夠有效的提高電池的能量密度。目前預鋰化的主要手段為在負極或正極中加入鋰源，由于金屬鋰的活性較高，一般需要控制惰性的環境氣氛配合復雜的操作步驟，如電化學沉積或極片多層涂覆等，實際生產較為困難。如專利201710838388.6公開了一種預鋰化程度可控的鋰離子電池負極極片的預鋰化方法及裝置；專利201910814134.X公開了一種補鋰導電漿料的制備方法、補鋰導電漿料、鋰離子電池及電子設備等。

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，提供一種預鋰化復合隔膜及其制備方法，它可以從鋰離子電池的原料端隔膜解決，不影響電池廠家的生產效率。而且制備流程簡單，不需要苛刻的環境要求，并可以根據不同廠家的生產工藝調整控制預鋰化程度，具有較高的實用價值。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種預鋰化漿料，所述預鋰化漿料包含9-69份預鋰化活性物質、30-90份溶劑、0.5-15份粘結劑和0.5-15份導電劑；其中所述的預鋰化活性物質為Li₂O₂、Li₂O、Li₂S、Li₃N、Li₂MnO₃中的一種或多種。

進一步的：預鋰化活性物質、溶劑、粘結劑和導電劑的重量份數為15～45份、50～80份、1～8份和1～8份。

本發明技術方案中，所述的預鋰化漿料平均粒徑為50nm-3μm，最大粒徑不大于5μm。

本發明技術方案中，所述漿料粘度小于500mPa·s，固含量10％-70％。

本發明技術方案中，所述溶劑為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、乙酸乙酯、二惡烷、丙二醇甲醚中的一種或多種；

進一步的：所述的溶劑為乙酸乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯。

本發明技術方案中，所述的粘結劑為丙烯酸酯、丁苯橡膠(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、丙烯酸酯多元共聚物等的一種或多種；

進一步的：所述的粘結劑為丙烯酸酯和羧甲基纖維素鈉；或所述的粘結劑為丙烯酸酯共聚物和聚乙烯吡咯烷酮；或所述的粘結劑為丙烯酸酯和聚乙烯吡咯烷酮；或所述的粘結劑為丁苯橡膠和聚乙烯吡咯烷酮。

本發明技術方案中，所述導電劑為導電炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯中的一種或多種；優選：所述導電劑為乙炔黑、導電炭黑、碳納米管、科琴黑和石墨烯。