[發明專利]一種功能化的鋰電池隔膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210113851.1
• 申請日: 2022-01-30
• 公開（公告）號: CN115832610A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 楊琪;邱紀亮;蔡博然;俞會根
• 申請（專利權）人: 北京衛藍新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/434
• 分類號: H01M50/434;H01M50/449;H01M50/403;H01M10/0525
• 代理公司: 北京唐頌永信知識產權代理有限公司 11755
• 代理人: 劉偉

一種功能化的鋰電池隔膜及其制備方法和應用。本發明公開了一種鋰電池隔膜及其制備方法。本發明的鋰電池隔膜包括基膜和功能層。所述功能層至少包含功能組分1，功能組分1選自Li_1?x1Ti_1?x1A_x1OPO₄、Li_1?x1Ti_1?x1A_x1PO₅、Li_2?x2Ti_1?x2A_x2OM1O₄、Li_2?x2Ti_1?x2A_x2M1O₅中的至少一種，其中0≤x1≤0.7，0≤x2≤1，A包括Nb、Ta、Sb中的至少一種，M1為Si和Ge的至少一種。所述功能層還可包括功能組分2。功能層由功能組分1或功能組分1和功能組分2構成的混合組分漿料通過涂布形成，漿料按照重量百分比計包括涂層材料5％?45％和溶劑55％?95％，涂層材料按照重量份數計包括功能組分100份、分散劑0.3～0.8份、增稠劑1～9份、粘結劑3～10份和潤濕劑0.4～1.2份。發明在基膜表面涂覆功能層，形成隔膜，組裝成電池可以在改善電池安全性能的同時提高電池的電性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池隔膜及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、循環性能好、使用壽命長、低自放電、無記憶效應等優點，在儲能、動力電池和3C電子等方面逐漸占據更大的應用市場，具有廣闊的應用前景。

鋰離子電池隔膜作為鋰離子電池的核心部件之一，起著隔絕正負極,電子絕緣，傳導鋰離子的作用。隔膜的特性和品質嚴重影響著電池的安全性能、倍率性能、循環壽命和基本電性能的發揮。隔膜表面改性是實現高性能鋰離子電池的重要手段之一。目前行業內普遍采用在隔膜表面涂覆一層陶瓷涂層(如氧化鋁)的方式，一方面提高隔膜高溫尺寸穩定性能，消耗電解液中雜質提高循環壽命；另一方面提高隔膜與電解液的浸潤性和吸液能力，提高電池循環倍率性能。

公開號為CN112952296A的發明專利申請文件公開了一種離子膜及其制備方法以及半固態電解質電池，將能夠傳輸鋰離子的Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(LATP)等固態電解質材料涂覆在聚烯烴微孔隔膜表面，提高了隔膜的離子電導率，降低了電池內阻。然而，對于液態電池或固液混合電池，鋰離子在電解液中的傳輸能力遠大于在固態電解質體相和晶界中，實際使用中對電池倍充性能提升不明顯。另一方面，單純的固態電解質涂層隔膜無法提高鋰電池的循環壽命和安全性。

公開號為CN110859053A的發明專利申請文件公開了一種有機/無機復合隔膜的制備方法,其通過采用氟類或丙烯酸類的樹脂聚合物與無機粒子的混合物配制涂覆漿料，并在聚烯烴微孔隔膜表面涂覆涂層。復合隔膜吸/保液能力好，抗剝離力強，且與正負極片粘結力高。然而，使用高粒徑無機粒子和低粒徑無機粒子會使涂覆層中的無機粒子形成較為密集的堆積形態，影響電池的倍率性能。

發明內容

針對上述現有技術存在的局限性，本發明提供一種鋰電池隔膜及其制備方法和應用。本發明在基膜表面涂覆功能陶瓷層，形成隔膜。在電池組裝時采用該隔膜上功能陶瓷層，可以在改善電池的安全性能的前提下同時提高電池電性能。

本發明的目的之一是提供一種鋰電池隔膜，

所述隔膜包括基膜和位于基膜至少一個面上的功能層；

優選地，