[發明專利]一種復合隔膜及制備方法及具有其的電池、物體

在審

• 申請號: 202111484823.2
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114374050A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李姍姍;王曉明;周素霞;黃云;王婷;張振坤;曹林娜;張云金
• 申請（專利權）人: 寧德卓高新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/40
• 分類號: H01M50/40;H01M50/403;H01M50/414;H01M50/417
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 李蓉蓉

本申請公開了一種復合隔膜及其制備方法，涉及二次電池技術領域。本申請通過使用靜電紡絲薄膜作為基膜，該靜電紡絲薄膜采用混溶方式進行靜電紡絲，其中的聚合物混合物具有親水性好、表面能高的特點，可以提高鋰電池隔膜對電解質的親和性。此外，本申請還通過在靜電紡絲薄膜的一側涂覆納米材料，該納米材料具有室溫離子電導率高的特點，可以提高鋰電池隔膜的電導率，同時在基膜的另一側涂覆PVDF漿料，提高復合隔膜的吸液性能和抗熱收縮性能。

技術領域

本申請涉及二次電池技術領域，特別涉及到一種復合隔膜及制備方法及具有其的電池、物體。

背景技術

鋰離子電池隔膜是保證鋰離子電池安全性能的一個重要部件，其主要作用是提供微孔通道導通液體電解質中的鋰離子同時絕緣電子，隔膜的結構和性能對鋰離子電池的充放電容量、循環壽命有很大的影響。傳統的微孔聚烯烴隔膜具有較高的力學性能、良好的電化學穩定性，但是該隔膜介電常數高，孔隙率最高為40％左右、熔點低、吸液率低，這些缺點會導致電池熱安全性能不高，充放電循環性能降低。

靜電紡絲纖維膜具有比表面積大、孔隙率高、孔徑尺寸較小等優良特性，其作為鋰離子電池隔膜的應用已引起了研究人員的廣泛關注。但由于單一聚合物材料制備的納米隔膜材料存在缺陷，如PVDF納米纖維膜雖然機械性能較好，但其結構規整、結晶度高，從而影響離子電導率；PAN易紡絲、離子電導率高，但是成膜后柔軟、易起靜電、機械性能差，所以多采用添加無機納米粒子、不同聚合物混合、同軸靜電紡絲、多層復合、熱處理或交聯改性等手段來提高纖維膜的力學性能。CN201610062823.6公開了一種靜電紡絲法制備高熱穩定性防過充電池隔膜的方法，通過加入納米二氧化鈦減小活性物質的顆粒尺寸，防止了電池過熱和電流升高使電池短路引起的爆炸，增加了電池的使用壽命。但納米二氧化鈦的添加會影響隔膜對電解液的透過性能和潤濕性能以及隔膜的力學性能

發明內容

本申請的目的是提供一種復合隔膜，克服現有技術中單一靜電紡絲薄膜具有的缺陷，提高靜電紡絲薄膜的機械強度，并控制孔徑大小。

為實現上述目的，本申請實施例采用以下技術方案：一種復合隔膜，包括：

基膜，所述基膜為靜電紡絲薄膜，所述靜電紡絲薄膜由靜電紡絲液進行靜電紡絲制成，所述靜電紡絲液包括聚合物混合物；

第一涂層，所述第一涂層設置在所述基膜的一側表面上，所述第一涂層采用納米涂料涂覆而成；

第二涂層，所述第二涂層設置在所述基膜的另一側表面上，所述第二涂層采用PVDF漿料噴涂而成。

在上述技術方案中，本申請實施例通過使用靜電紡絲薄膜作為基膜，該靜電紡絲薄膜采用混溶方式進行靜電紡絲，其中的聚合物混合物具有親水性好、表面能高的特點，可以提高鋰電池隔膜對電解質的親和性。此外，本申請還通過在靜電紡絲薄膜的一側涂覆納米材料，該納米材料具有室溫離子電導率高的特點，可以提高鋰電池隔膜的電導率，同時在基膜的另一側涂覆PVDF漿料，提高復合隔膜的吸液性能和抗熱收縮性能。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述聚合物混合物包括聚偏氟乙烯和聚丙烯腈。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述聚偏氟乙烯和所述聚丙烯腈的質量比為(1-9)：(1-9)。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述納米涂料具有NASICON型結構體系。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述納米涂料為LATP漿料。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述LATP漿料中含有10-25wt％的LAPT納米材料。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述第一涂層的厚度為0-5μm。

進一步地，根據本申請實施例，其中，所述第二涂層的厚度為0-5μm。