[發(fā)明專利]一種復(fù)合隔膜及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310053560.2
• 申請(qǐng)日: 2023-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN116031574A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚小芳;王超;張旭;張歡;周永兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北億緯動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/449
• 分類號(hào): H01M50/449;H01M50/403;H01M50/489;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發(fā)明提供一種復(fù)合隔膜及其制備方法和鋰離子電池。所述復(fù)合隔膜包括基膜以及涂覆在所述基膜至少一側(cè)的涂層；所述涂層包括第一有機(jī)物、第二有機(jī)物和任選的陶瓷顆粒；所述第一有機(jī)物為纖維素纖維。本發(fā)明通過調(diào)整涂層的組成，使得隔膜的閉孔溫度較低，破膜溫度較高，且在隔膜閉孔的瞬間，隔膜的強(qiáng)度升高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隔膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合隔膜及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術(shù)

隔膜作為鋰離子電池的重要組成部分，其起到鋰離子傳輸和電子隔絕的關(guān)鍵作用，其中閉孔溫度和破膜溫度是衡量隔膜性能的重要技術(shù)指標(biāo)。具有低閉孔溫度和高破膜溫度的隔膜能在電池?zé)崾Э氐臅r(shí)候瞬間閉孔，并且及時(shí)阻礙鋰離子的傳輸，從而使電池內(nèi)阻急劇上升，進(jìn)而避免電池進(jìn)一步失效。同時(shí)，在電芯的溫度上升過程中，高耐熱性能的隔膜不易發(fā)生破損，還能隔絕電子通過，進(jìn)而降低電芯內(nèi)部短路的安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前，商業(yè)化的聚烯烴隔膜的閉孔溫度較高，均在130℃及以上，不能完全發(fā)揮出隔膜的熱關(guān)閉功能。例如CN113659289A公開了一種降低鋰電池隔膜閉孔溫度的三層共擠隔膜，其包括PE層和設(shè)置于PE兩側(cè)的PP層，PE層和PP層上具有若干個(gè)微孔，PE層上的微孔四周的第一聚合物與PE層基體之間具有第二聚合物，第一聚合物位于第二聚合物的中部，PE層上的微孔形成于第一聚合物上。其具有有效降低了隔膜的閉孔溫度的優(yōu)勢(shì)，但是其組成較復(fù)雜，并且制備工藝繁瑣。

因此，在本領(lǐng)域中，亟需開發(fā)一種具有低閉孔和高破膜溫度的隔膜材料，并且制備得到的鋰離子電池具有良好的電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合隔膜及其制備方法和鋰離子電池。本發(fā)明通過調(diào)整涂層的組成，使得隔膜的閉孔溫度較低，破膜溫度較高，且在隔膜閉孔的瞬間，隔膜的強(qiáng)度升高。

為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合隔膜，所述復(fù)合隔膜包括基膜以及涂覆在所述基膜至少一側(cè)的涂層；

所述涂層包括第一有機(jī)物、第二有機(jī)物和任選的陶瓷顆粒；

所述第一有機(jī)物為纖維素纖維。

本發(fā)明通過在涂層中添加纖維素纖維，使得隔膜具有高破膜溫度的優(yōu)勢(shì)。此外，本發(fā)明通過優(yōu)選加入具有高耐熱性的陶瓷顆粒，制備得到的復(fù)合隔膜具有良好的耐熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。復(fù)合隔膜的低溫?zé)犴憫?yīng)溫度達(dá)到90℃～130℃，高溫?zé)崞颇囟雀哌_(dá)超過160℃，降低了其在高溫下的熱收縮率以及隔膜的熱關(guān)閉溫度低和時(shí)間短，并且隔膜的強(qiáng)度升高，進(jìn)而提升電芯的安全性能。

優(yōu)選地，所述第一有機(jī)物是從天然植物中提取處理得到的。

優(yōu)選地，所述天然植物包括棉類、麻類、樹木類、竹木類或草木類中的一種或至少兩種的組合。

在本發(fā)明中，采用上述天然植物中提取處理得到的纖維素纖維，其具有綠色環(huán)保以及優(yōu)異的柔韌性和長(zhǎng)徑比的優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)選地，所述第一有機(jī)物的直徑為0.05μm～5μm，優(yōu)選為0.08μm～2μm，例如可以為0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、4μm、5μm。

在本發(fā)明中，調(diào)整所述第一有機(jī)物的直徑，使得涂層性能更好，直徑過小則會(huì)團(tuán)聚明顯，不易解聚，反之則會(huì)無法形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，耐熱性能也隨之下降。

優(yōu)選地，所述第一有機(jī)物的長(zhǎng)度為0.1μm～1000μm，例如可以為0.1μm、0.6μm、1μm、5μm、8μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm。