[發明專利]一種高粘結的鋰離子電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202211099998.6
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115642364A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 李帆;張立斌;趙海玉;陳朝暉
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/414;H01M50/449
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 俞璇

本發明涉及電池隔膜技術領域，具體是一種高粘結的鋰離子電池隔膜及其制備方法，褶皺MoS₂@KHCO₃納米片的引入，大幅提升了隔膜的機械強度、耐高溫、導熱性能、阻燃性，使得PVDF粉體比較牢固地粘附在MoS₂@KHCO₃納米片表面，改善了PVDF涂層脫粉問題；采用改性聚乙烯亞胺來作為粘結劑，先用β?糊環精與支化聚乙烯亞胺進行化學交聯，形成預聚合物，然后利用對苯二甲醛、對甲酰基苯甲酸繼續交聯，制備具有網絡結構的自修復粘結劑；制備鋁基有機框架來籠絡有巰基的功能化鋰離子液體形成離子導體，從而改性PVDF粉體，使PVDF粉體均勻且牢固的粘附在MoS₂@KHCO₃納米片上，且改性PVDF粉體的加入大幅提高隔膜的離子電導率及阻燃性。

技術領域

本發明涉及電池隔膜技術領域，具體是一種高粘結的鋰離子電池隔膜及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著汽車市場新能源汽車的需求量不斷增加，隨之帶動電動汽車核心部件之一的鋰離子電池的市場需求增大。鋰離子電池主要由隔膜、電解液、正極材料、負極材料組成。電池的充放電過程由鋰離子通過電解液在正負極之間來回移動完成，隔膜阻止正負極接觸但允許鋰離子通過，因此隔膜性能的優劣直接影響電池的各項性能以及電池使用的安全性。

目前，鋰離子電池常用的隔膜是PP、PE等聚烯烴隔膜，雖然具有力學性能、電化學性能良好及價格適中等優點，但是也存在一些缺點：①對極片粘接性能差、親電解液性能不足，限制了電池能量密度的提高；②機械強度較低、抗穿刺能力較差，易形成熱失控；③熔點較低，在熱失控時隔膜容易發生破膜，從而導致電池燃燒、爆炸。目前大多是在聚烯烴隔膜上涂覆水系PVDF膠層改善現有聚烯烴隔膜對極片的粘接性和電解液浸潤性差的問題，但是PVDF具有較高的結晶度和界面電阻，使其具有較差的包埋液體電解液的親和力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高粘結的鋰離子電池隔膜及其制備方法，以解決現有技術中的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種高粘結的鋰離子電池隔膜，包括基膜和涂覆層，以質量百分數計，所述涂覆層中原料組成為：8.5％-18.5％褶皺MoS₂@KHCO₃納米片、0-1.6％分散劑、20％-25％PVDF粉體、7％-10％增稠劑、2％-4％粘接劑、0.2％-0.5％潤濕劑、0.05％-0.2％消泡劑，余量為超純水。

進一步的，分散劑為脂肪族酰胺類分散劑，增稠劑為羥甲基纖維素鈉，潤濕劑為烷基硫酸鹽類潤濕劑，消泡劑為聚醚型消泡劑。

進一步的，褶皺MoS₂@KHCO₃納米片的制備包括以下步驟：

將褶皺MoS₂納米片、超純水混合攪拌3-4h，超聲分散5-6h，加入碳酸鉀攪拌溶解，然后通入二氧化碳和氮氣混合氣體150-170min，過濾、洗滌，置于70-80℃的真空干燥22-24h，得到褶皺MoS₂@KHCO₃納米片。

進一步的，混合氣體中二氧化碳與氮氣的體積比為67.5：32.5，真空干燥的真空度為0.08Mpa。

進一步的，褶皺MoS₂納米片的制備包括以下步驟：