[發(fā)明專利]一種復合隔膜及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310073891.2 | 申請日： | 2023-02-01 |
| 公開（公告）號： | CN116315433A | 公開（公告）日： | 2023-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 呂飛;李瑞;張敏;申津婧;高秀玲;馬華 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津市捷威動力工業(yè)有限公司 |
| 主分類號： | H01M50/434 | 分類號： | H01M50/434;H01M50/443;H01M50/449;H01M50/446;H01M50/403;H01M10/42 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 劉二艷 |
| 地址： | 300380 天津市*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 復合 隔膜 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供一種復合隔膜及其制備方法和應(yīng)用。復合隔膜包括基膜，混合涂層，形成于基膜的至少一側(cè)，混合涂層為陶瓷?MXenes混合涂層。本發(fā)明提供的復合隔膜由于在隔膜表面涂覆了陶瓷?MXenes混合涂層，其具有高電導率、高比表面積以及良好的導熱能力，能夠引導鋰離子水平沉積，抑制鋰枝晶生長，從而避免鋰枝晶生成刺穿隔膜的風險，并且可以明顯降低隔膜的面電阻，提高隔膜的鋰離子通過性能，而且能夠提高復合隔膜橫向?qū)崴俣龋M一步提高復合隔膜的安全性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復合隔膜及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
動力電池發(fā)展狀況決定了新能源汽車的未來，而動力電池能量密度的提升很大程度上決定了動力電池發(fā)展的進程。新能源汽車產(chǎn)業(yè)出于續(xù)航里程的考慮，對高能量密度的電池進入到實際應(yīng)用階段的需求越來越迫切。而隨著動力電池對長續(xù)航以及高能量密度的要求越來越高，安全性能也是動力電池性能中重要一環(huán)，隔膜的主要作用是保證正極片與負極片間的有效隔離，并具有一定的機械強度。
為了提高電芯的能量密度，電芯的長度不斷增加(＞300mm)，因此需要利用涂膠隔膜來提高與電極片的粘結(jié)性能，從而避免正負極片錯位。然而，涂膠隔膜中涂膠層對提高聚烯烴隔膜的熱穩(wěn)定性有限，主要采用在基膜表面涂覆一層或兩層厚度為1-4μm的耐熱陶瓷層，一般涂覆一層厚度為2μm的陶瓷層，陶瓷涂覆后的隔膜的透氣度值增加為5-25sec/100mL，涂覆一層厚度為2μm的涂膠層，隔膜的透氣度值一般增加為0-10sec/100mL，因此涂膠隔膜的透氣度增加比較明顯，并且隔膜的面電阻明顯增大，所制備得到的電芯內(nèi)阻偏大，另外涂膠隔膜在粘接時，熱壓工藝中容易出現(xiàn)隔膜粘接后厚度不一致的情況，此時部分區(qū)域容易產(chǎn)生鋰離子沉積，不可避免地會生成鋰枝晶，這種鋰枝晶會不斷生長甚至可能會刺穿電池隔膜從而引發(fā)熱失控等安全隱患。
因此，在本領(lǐng)域中，期望開發(fā)一種復合隔膜，其不僅具有良好的粘結(jié)性能、離子導通性能、耐熱性能，另外能夠抑制鋰枝晶的生成，同時制備方法簡單，能夠提高鋰金屬二次電池的安全性能和電化學性能。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復合隔膜及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的復合隔膜由于在隔膜表面涂覆了陶瓷-MXenes混合涂層，其具有高電導率、高比表面積以及良好的導熱能力，能夠引導鋰離子水平沉積，抑制鋰枝晶生長，從而避免鋰枝晶生成刺穿隔膜的風險，并且可以明顯降低隔膜的面電阻，提高隔膜的鋰離子通過性能，而且能夠提高復合隔膜橫向?qū)崴俣龋M一步提高復合隔膜的安全性能。
為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供一種復合隔膜，包括：
基膜，
混合涂層，形成于所述基膜的至少一側(cè)，所述混合涂層為陶瓷-MXenes混合涂層。其中，陶瓷-MXenes混合涂層是指陶瓷和MXenes材料混合后涂覆在基膜上形成的涂層。
本發(fā)明提供的復合隔膜中的陶瓷-MXenes混合涂層具有高電導率、高比表面積以及良好的導熱能力，能夠引導鋰離子水平沉積，抑制鋰枝晶生長，從而避免鋰枝晶生成刺穿隔膜的風險，并且能夠明顯降低隔膜的面電阻，提高隔膜鋰離子通過性能，而且能夠提高隔膜橫向?qū)崴俣龋M一步提高隔膜的耐熱穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，所述混合涂層的漿料按重量份包括以下組分：陶瓷顆粒5-50份和MXenes材料1-15份，優(yōu)選為陶瓷顆粒10-45份和MXenes材料1-10份，其中，混合涂層中MXenes材料占陶瓷顆粒和MXenes材料的重量比為1.96％～75％，優(yōu)選為2.17％～69％。
優(yōu)選地，所述混合涂層的漿料按重量份還包括：第一溶劑10-70份、第一粘結(jié)劑1-20份、第一分散劑0.1-5份和第一表面活性劑0.1-2份，優(yōu)選為所述混合涂層的漿料按重量份還包括：第一溶劑20-65份、第一粘結(jié)劑5-20份、第一分散劑0.1-3份和第一表面活性劑0.1-1份。
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