CN111244362B - 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents

一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111244362B
CN111244362B CN202010042810.9A CN202010042810A CN111244362B CN 111244362 B CN111244362 B CN 111244362B CN 202010042810 A CN202010042810 A CN 202010042810A CN 111244362 B CN111244362 B CN 111244362B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
parts
resistant ceramic
resistant
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010042810.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111244362A (zh
Inventor
王崇刚
蔡芬敏
陈杰
杨山
李载波
王威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huizhou Liwinon Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Huizhou Liwinon Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huizhou Liwinon Energy Technology Co Ltd filed Critical Huizhou Liwinon Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202010042810.9A priority Critical patent/CN111244362B/zh
Publication of CN111244362A publication Critical patent/CN111244362A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111244362B publication Critical patent/CN111244362B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种复合隔膜，包括经过电晕处理的基膜，所述基膜的一面设置有耐高温陶瓷涂层，所述基膜的另一面以及所述耐高温陶瓷涂层的表面均设置有水性粘结层；所述耐高温陶瓷涂层中包含陶瓷材料、耐高温粘结剂、分散剂、增稠剂、润湿剂和去离子水。另外，本发明还提供一种复合隔膜的制备方法及一种含有该复合隔膜的锂离子电池。相比于现有技术，本发明的复合隔膜在保证透气度的前提下，能提高锂离子电池的循环性能与安全性能。

Description

一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境友好等特点，目前已成为通讯、电动工具、电动车辆、航天航空等设备最为理想的移动储能电源，具有广阔的应用前景。
锂离子电池通常由正极片、负极片以及隔膜通过卷绕或者叠片的方式形成裸电芯，然后再经过封装、注液、化成等工序完成整个制作。其中，隔膜间隔设置于正极片和负极片之间，隔膜提供锂离子在充放电过程中的迁移通道，同时隔膜用于防止电池内部短路。
聚烯烃隔膜的价格低廉，在锂离子电池中获得了广泛的应用，但由于此类隔膜材料的耐热性较差，而且与电解液的亲和性较差，因而保液能力较差，对电池的使用性能造成了一定影响。目前，一般解决的方法是在隔膜表面复合陶瓷涂层。虽然经过陶瓷涂覆改性的聚烯烃隔膜在耐温和电解液浸润性上有了较大提高，但是随着锂离子电池比能量的进一步提高，客户对陶瓷隔膜的耐高温性能提出了更高的要求。此外，陶瓷涂层与电池极片之间的粘接力不好，会影响电池的循环性能以及倍率性能，电池也容易发软变形。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合隔膜，在保证透气度的前提下，该复合隔膜能提高锂离子电池的循环性能与安全性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合隔膜，包括经过电晕处理的基膜，所述基膜的一面设置有耐高温陶瓷涂层，所述基膜的另一面以及所述耐高温陶瓷涂层的表面均设置有水性粘结层；所述耐高温陶瓷涂层中包含陶瓷材料、耐高温粘结剂、分散剂、增稠剂、润湿剂和去离子水。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，按照质量份数计，所述耐高温陶瓷涂层中包含30～50份陶瓷材料、1～5份耐高温粘结剂、0.2～2份分散剂、0.1～1.5份增稠剂、0.025～0.1份润湿剂和45～65份去离子水。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述陶瓷材料为二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化镁、氧化钙、勃姆石、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种，所述陶瓷材料的中值粒径D50为0.01～1.1um。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述耐高温粘结剂为甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种。通过在粘结剂中引入马来酸酐、乙烯基咔唑等硬单元，可以提高粘结剂的受热稳定性，进而降低复合隔膜的高温热收缩率，而甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等软单元可以保证粘结剂与陶瓷颗粒、基膜的粘结性。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素与羟甲基纤维素锂中的至少一种；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯等非离子分散剂中的一种或几种；所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物、吐温-90、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丁基萘磺酸钠、羟乙基磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，按照质量分数计，所述水性粘结层中包含5～20份聚合物粒子、70～95份去离子水、0.01～1份增稠剂、0.5～3份粘结剂和0.005～0.025份消泡剂。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述聚合物粒子为核壳结构，壳部聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯和聚丙烯腈中的任意一种，核部聚合物为聚苯乙烯、聚对苯乙烯磺酸锂和聚乙烯基哌啶中的任意一种。核部选用聚苯乙烯、聚对苯乙烯磺酸锂、聚乙烯基哌啶等力学性能较好的聚合物，壳部选用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈等与电解液亲和性好的软性聚合物。核壳结构既可以提高聚合物粒子的耐电解液尺寸稳定性，又可以维持聚合物粒子对电解液的亲和性以及水性粘结性涂层对极片的粘接性。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素与羟甲基纤维素锂中的至少一种；所述粘结剂为聚乙烯醇或丙烯酸-丙烯酸酯共聚物；所述消泡剂为聚醚类乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的至少一种。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述耐高温陶瓷涂层的厚度为1～5um，所述耐高温陶瓷涂层的面密度为0.1～6g/m2。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述水性粘结层的厚度为0.5～3um，所述水性粘结层的面密度为0.05～0.5g/m2。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述基膜的厚度为4～20um。
作为本发明所述的复合隔膜的一种改进，所述基膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯三层复合多孔膜、聚酰亚胺膜或无纺布膜中的一种。
本发明的目的之二在于：提供一种所述的复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：
S1，对基膜进行电晕处理；
S2，配制耐高温陶瓷浆料，将其涂覆在基膜的一面，得到耐高温陶瓷涂层；
S3，配制水性粘结层浆料，将其涂覆在基膜的另一面以及耐高温陶瓷涂层的另一面，得到水性粘结层，最终得到复合隔膜。
作为本发明所述的复合隔膜的制备方法的一种改进，在步骤S2中，将30～50份陶瓷材料、0.1～1份分散剂加入至去45～65份离子水中，搅拌0.5～1.5h再碾磨0.5～3h得到均匀陶瓷分散液，接着将0.1～1.5份增稠剂、1～5份耐高温粘结剂、0.1～1份分散剂以及0.025～0.1份润湿剂加入至陶瓷分散液，搅拌分散1h得到水性耐高温陶瓷浆料。
作为本发明所述的复合隔膜的制备方法的一种改进，在步骤S3中，将5～20份聚合物粒子、70～95份去离子水、0.01～1份增稠剂、0.5～3份粘结剂、0.005～0.025份消泡剂，混合搅拌分散30～90min，得到水性粘结层浆料。
本发明的目的之三在于：提供一种锂离子电池，包括正极、负极以及间隔设置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述隔膜为所述的复合隔膜。
相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：
1)在本发明的复合隔膜中，通过将耐高温粘结剂引入至耐高温陶瓷涂层中，能够极大地改善隔膜的热稳定性，降低了热收缩率，提高电池的安全性能。
2)在本发明的复合隔膜中，基膜电晕后再进行表面涂覆，可以增加耐高温陶瓷涂层与基膜之间的附着力，减少在后续电池的加工和电池的生产中出现涂层脱落的现象。
3)在本发明的复合隔膜中，水性粘结层的引入可以增加复合隔膜与极片的粘接力，保证电池结构的长时间稳定性，进一步提高电池的安全性能。
4)在本发明的复合隔膜及其制备工艺中，采用去离子水作为溶剂，而不使用有机溶剂，具有环境友好、成本低、工艺简单，便于连续化生产等特点。
具体实施方式
一种复合隔膜，包括经过电晕处理的基膜，基膜的一面设置有耐高温陶瓷涂层，基膜的另一面以及耐高温陶瓷涂层的表面均设置有水性粘结层。按照质量份数计，耐高温陶瓷涂层中包含30～50份陶瓷材料、1～5份耐高温粘结剂、0.2～2份分散剂、0.1～1.5份增稠剂、0.025～0.1份润湿剂和45～65份去离子水；水性粘结层中包含5～20份聚合物粒子、70～95份去离子水、0.01～1份增稠剂、0.5～3份粘结剂和0.005～0.025份消泡剂。
优选的，陶瓷材料为二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化镁、氧化钙、勃姆石、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种，陶瓷材料的中值粒径D50为0.01～1.1um。
优选的，耐高温粘结剂为甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种。
优选的，聚合物粒子为核壳结构，壳部聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯和聚丙烯腈中的任意一种，核部聚合物为聚苯乙烯、聚对苯乙烯磺酸锂和聚乙烯基哌啶中的任意一种。
优选的，增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素与羟甲基纤维素锂中的至少一种；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯等非离子分散剂中的一种或几种；润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物、吐温-90、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丁基萘磺酸钠、羟乙基磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种；粘结剂为聚乙烯醇或丙烯酸-丙烯酸酯共聚物；消泡剂为聚醚类乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的至少一种。
优选的，耐高温陶瓷涂层的厚度为1～5um，耐高温陶瓷涂层的面密度为0.1～6g/m2。
优选的，水性粘结层的厚度为0.5～3um，水性粘结层的面密度为0.05～0.5g/m2。
优选的，基膜的厚度为4～20um。基膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯三层复合多孔膜、聚酰亚胺膜或无纺布膜中的一种。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
复合隔膜的制备：
(a)制备耐高温陶瓷浆料：将35份氧化铝、0.46份聚乙烯吡咯烷酮加入至61.06份去离子水中，搅拌0.5h，再碾磨1h得到均匀陶瓷分散液，然后将0.61份海藻酸钠、2.84份甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物、0.03份十二烷基磺酸钠加入至陶瓷分散液，低速搅拌、分散2h，得到水性耐高温陶瓷浆料；
(b)制备水性粘结层浆料：向88份水中加入10份聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯核壳结构聚合物粒子、0.05份海藻酸钠钠、2.94份聚乙烯醇、0.01份聚醚类乳化硅油消泡剂，混合搅拌60min，得到水性粘结性涂层浆料；
(c)涂布：通过凹版辊涂布方式将步骤a中制得的水性耐高温陶瓷浆料涂布于电晕处理的7μm PE单层膜的一侧，得到耐高温陶瓷涂层；接着通过凹版辊涂布方式将步骤b中制得的水性粘结层浆料涂布于耐高温陶瓷涂层的一侧以及PE单层膜的另一侧，最终得到涂覆耐高温陶瓷涂层和水性粘结层的复合隔膜。
所得复合隔膜中，陶瓷涂层的厚度为2um，粘结性涂层的单层厚度为0.5um。
锂离子电池的制备：
隔膜为上述复合隔膜，正极极片的活性材料为钴酸锂，负极极片的活性材料为人造石墨，通过依次完成正、负极材料浆料搅拌、涂布、辊压、分条、卷绕和顶封工序，组装成软包锂电池，然后将软包锂电池置于80℃真空烘箱中烘烤12～24h；当裸电芯负极极片的混合水含量＜180ppm时，对软包锂电池进行自动注液、高温静置、负压化成、密封焊接、分容、检测等工序，最后获得软包锂离子电池。
实施例2
与实施例1不同的是，复合隔膜的制备：
(a)制备耐高温陶瓷浆料：将40份氧化铝、0.51份聚乙烯吡咯烷酮加入至55.64份去离子水中，搅拌0.5h，再碾磨1h得到均匀陶瓷分散液，然后将0.55份羧甲基纤维素钠、3.26份甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、0.04份十二烷基磺酸钠加入至陶瓷分散液，低速搅拌、分散1.5h，得到水性耐高温陶瓷浆料；
(b)制备水性粘结层浆料：向83份水中加入15份聚甲基丙烯酸甲酯-聚乙烯基哌啶核壳结构聚合物粒子、0.03份羧甲基纤维素钠、1.96份聚乙烯醇、0.01份聚醚类乳化硅油消泡剂，混合搅拌60min，得到水性粘结层浆料；
(c)涂布：通过凹版辊涂布方式将步骤a中制得的水性耐高温陶瓷浆料涂布于电晕处理的7umPE单层膜的一侧，得到耐高温陶瓷涂层；接着通过凹版辊涂布方式将步骤b中制得的水性粘结层浆料涂布于耐高温陶瓷涂层的一侧以及PE单层膜的另一侧，最终得到涂覆耐高温陶瓷涂层和水性粘结层的复合隔膜。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是，复合隔膜的制备：
(a)制备耐高温陶瓷浆料：将45份氧化铝、0.42份聚乙烯吡咯烷酮加入至50.75份去离子水中，搅拌0.5h，再碾磨1h得到均匀陶瓷分散液，然后将0.48份羧甲基纤维素钠、3.53份聚酰亚胺衍生物、0.05份十二烷基磺酸钠加入至陶瓷分散液，低速搅拌、分散1.5h，得到水性耐高温陶瓷浆料；
(b)制备水性粘结层浆料：向78.4份水中加入20份聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯核壳结构聚合物粒子、0.02份羧甲基纤维素钠、1.57份聚乙烯醇、0.01份聚醚类乳化硅油消泡剂，混合搅拌60min，得到水性粘结层浆料；
(c)涂布：通过凹版辊涂布方式将步骤a中制得的水性耐高温陶瓷浆料涂布于电晕处理的7umPE单层膜的一侧，得到耐高温陶瓷涂层；接着通过凹版辊涂布方式将步骤b中制得的水性粘结层浆料涂布于耐高温陶瓷涂层的一侧以及PE单层膜的另一侧，最终得到涂覆耐高温陶瓷涂层和水性粘结层的复合隔膜。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例1
与实施例1不同的是：本对比例中陶瓷浆料中添加的是聚丙烯酸类粘结剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例2
与实施例1不同的是：本对比例中未凹版涂覆水性粘结层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
性能测试
1、复合隔膜的热稳定性及透气度：
测试实施例1～3和对比例1～2的复合隔膜样品的热收缩、透气度，测试结果如表1所示。
表1复合隔膜热稳定性和透气度测试结果
Figure BDA0002368344900000081
其中，热收缩是将复合隔膜用打印纸夹住，放进相应温度的烘箱中烘烤1h，进行测量计算得到；透气度是用王研式透气仪进行测量。
从表1的热收缩性能测试结果表明，本发明中引入的耐高温陶瓷涂层可以明显改善隔膜的耐高温性能，而不影响复合隔膜的透气。
2、软包锂电池的热箱性能：
分别随机抽取实施例1～3和对比例1～2制得的软包锂离子电池，每样抽5个，将这五个组别的软包锂电池以2A电流恒流恒压充电至4.4V，截止电流0.08A，静置60min。然后将满充软包锂电池置于烘箱中，以5℃/min速率从室温升至150±2℃，并保持30min后停止，测试过程中同时监控电芯表面温度、环境温度和电压(每组取5个电池数据平均值)。实验结果如表2所示。
表2软包锂电池热箱测试(150℃，30min)结果
Figure BDA0002368344900000082
Figure BDA0002368344900000091
由表2可知，实施例1～3和对比例2的软包锂离子电池在热箱测试中均未发生起火、爆炸现象，而对比例1的软包锂离子电池在热箱测试中发生了起火现象，电芯发生了热失控。这表明本发明的复合隔膜可以提高电池的安全性能。
3、软包锂电池的循环性能：
分别随机抽取实施例1～3和对比例1～2制得的软包锂离子电池，每样抽5个，分别满充后进行循环性能测试。将锂离子电池在常温下采用1C倍率充电，1C倍率放电，依次进行600次循环，记录循环前及每次循环后的电池容量(每组取5个电池数据平均值)。n次循环后的容量保持率＝(n次循环后的电池容量/循环前的电池容量)×100％。600次循环后容量保持率的结果如表3所示。
表3软包锂电池的循环性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
容量保持率 89.40％ 88.90％ 89.20％ 88.80％ 84.88％
由表3可知，本发明的复合隔膜通过引入水性粘结层，大幅度提升了软包锂电池的循环性能，延长了锂电池的使用寿命。
综上，本发明在耐高温陶瓷涂层中引入耐高温粘结剂，在基膜上依次涂布耐高温陶瓷涂层、水性粘结层，在保证透气度的前提下，该复合隔膜能提高锂电池的循环性能与安全性能。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种复合隔膜，其特征在于：包括经过电晕处理的基膜，所述基膜的一面设置有耐高温陶瓷涂层，所述基膜的另一面以及所述耐高温陶瓷涂层的表面均设置有水性粘结层；所述耐高温陶瓷涂层中包含陶瓷材料、耐高温粘结剂、分散剂、增稠剂、润湿剂和去离子水，其中，所述耐高温粘结剂为甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的至少一种；所述水性粘结层中包含5～20份聚合物粒子、70～95份去离子水、0.01～1份增稠剂、0.5～3份粘结剂和0.005～0.025份消泡剂；所述聚合物粒子为核壳结构，壳部聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯和聚丙烯腈中的任意一种，核部聚合物为聚苯乙烯、聚对苯乙烯磺酸锂和聚乙烯基哌啶中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于：按照质量份数计，所述耐高温陶瓷涂层中包含30～50份陶瓷材料、1～5份耐高温粘结剂、0.2～2份分散剂、0.1～1.5份增稠剂、0.025～0.1份润湿剂和45～65份去离子水。
3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于：所述陶瓷材料为二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化镁、氧化钙、勃姆石、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种，所述陶瓷材料的中值粒径D50为0.01～1.1um。
4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于：所述耐高温陶瓷涂层的厚度为1～5um，所述耐高温陶瓷涂层的面密度为0.1～6g/m2；所述水性粘结层的厚度为0.5～3um，所述水性粘结层的面密度为0.05～0.5g/m2。
5.一种权利要求1～4任一项所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对基膜进行电晕处理；
S2，配制耐高温陶瓷浆料，将其涂覆在基膜的一面，得到耐高温陶瓷涂层；
S3，配制水性粘结层浆料，将其涂覆在基膜的另一面以及耐高温陶瓷涂层的另一面，得到水性粘结层，最终得到复合隔膜。
6.根据权利要求5所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，将30～50份陶瓷材料、0.1～1份分散剂加入至去45～65份离子水中，搅拌0.5～1.5h再碾磨0.5～3h得到均匀陶瓷分散液，接着将0.1～1.5份增稠剂、1～5份耐高温粘结剂、0.1～1份分散剂以及0.025～0.1份润湿剂加入至陶瓷分散液，搅拌分散1h得到水性耐高温陶瓷浆料。
7.一种锂离子电池，包括正极、负极以及间隔设置于所述正极和所述负极之间的隔膜，其特征在于：所述隔膜为权利要求1～4任一项所述的复合隔膜。
CN202010042810.9A 2020-01-15 2020-01-15 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池 Active CN111244362B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010042810.9A CN111244362B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010042810.9A CN111244362B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111244362A CN111244362A (zh) 2020-06-05
CN111244362B true CN111244362B (zh) 2022-09-30

Family

ID=70866238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010042810.9A Active CN111244362B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111244362B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111816823A (zh) * 2020-06-23 2020-10-23 联景（厦门）信息技术有限公司 一种热自闭陶瓷改性隔膜及其制备方法
CN111668427A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 沧州明珠锂电隔膜有限公司 一种耐温性和粘接性优良的复合电池隔膜及制备方法
EP4184700A1 (en) * 2020-07-21 2023-05-24 Ningde Amperex Technology Ltd. Battery and electronic device
CN112038550A (zh) * 2020-08-26 2020-12-04 东莞市溢兴新材料科技有限公司 一种锂离子电池陶瓷隔膜及其制备方法
CN112467308B (zh) * 2020-10-27 2023-09-05 惠州锂威新能源科技有限公司 一种隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN112421186A (zh) * 2020-11-02 2021-02-26 乐凯胶片股份有限公司 涂层隔膜及其制备方法和电化学装置
CN112397847B (zh) * 2020-11-17 2023-05-30 上海大学(浙江·嘉兴)新兴产业研究院 一种锂电池隔膜的水性涂布材料、制备方法及锂电池
CN112421182B (zh) * 2020-11-27 2022-06-17 江苏厚生新能源科技有限公司 耐低温陶瓷隔膜及制备方法、耐低温二次电池
CN112599841B (zh) * 2020-12-15 2022-02-22 厦门海辰新能源科技有限公司 一种存液膜及其制备方法和具有该存液膜的锂离子电池
CN112652861A (zh) * 2020-12-21 2021-04-13 惠州锂威电子科技有限公司 一种锂离子电池隔离膜
CN112688028B (zh) * 2020-12-31 2022-09-09 惠州锂威新能源科技有限公司 一种锂离子电池用隔膜及其制备方法
CN113214766A (zh) * 2021-03-08 2021-08-06 新乡市中科科技有限公司 一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜
CN113224461A (zh) * 2021-03-30 2021-08-06 深圳供电局有限公司 耐高温锂离子电池隔膜及其制备方法和应用
CN113113731A (zh) * 2021-04-13 2021-07-13 昆山宝创新能源科技有限公司 隔膜及其制备方法以及锂离子电池
CN113328204A (zh) * 2021-04-20 2021-08-31 惠州锂威电子科技有限公司 一种锂离子电池隔离膜及其制备方法
CN112952297B (zh) * 2021-04-26 2023-03-21 乐凯胶片股份有限公司 陶瓷隔膜及其制备方法和锂电池
CN113394516A (zh) * 2021-05-25 2021-09-14 惠州锂威电子科技有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法以及锂离子电池
CN113690545A (zh) * 2021-08-02 2021-11-23 惠州锂威电子科技有限公司 一种陶瓷隔膜及其制备方法以及二次电池
CN114464950B (zh) * 2021-12-23 2024-02-27 惠州锂威新能源科技有限公司 一种高离子电导型隔膜、隔膜的制备方法及电池
CN115312962A (zh) * 2022-08-18 2022-11-08 惠州锂威电子科技有限公司 一种交联复合隔膜及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122708A (zh) * 2010-01-08 2011-07-13 中国科学院物理研究所 用于锂离子二次电池的负极材料、含该负极材料的负极及其制备方法以及含该负极的电池
CN103915595A (zh) * 2014-04-23 2014-07-09 深圳市星源材质科技股份有限公司 水性聚合物隔膜及其制备方法
CN106654119A (zh) * 2016-11-14 2017-05-10 宁波中车新能源科技有限公司 一种混合涂层隔膜及其制备方法和应用
CN107438912A (zh) * 2015-04-02 2017-12-05 Sk新技术株式会社 锂二次电池用复合隔膜及其制造方法
CN108735953A (zh) * 2018-06-28 2018-11-02 广东美联隔膜有限公司 一种SiO2-PS核壳结构陶瓷涂层隔膜及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104521028B (zh) * 2012-08-07 2018-07-03 赛尔格有限责任公司 用于锂离子电池的改进的隔膜和相关方法
KR101341196B1 (ko) * 2012-12-10 2013-12-12 삼성토탈 주식회사 수계 코팅액을 이용한 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막과 그의 제조방법 및 상기 분리막을 이용한 전기화학소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122708A (zh) * 2010-01-08 2011-07-13 中国科学院物理研究所 用于锂离子二次电池的负极材料、含该负极材料的负极及其制备方法以及含该负极的电池
CN103915595A (zh) * 2014-04-23 2014-07-09 深圳市星源材质科技股份有限公司 水性聚合物隔膜及其制备方法
CN107438912A (zh) * 2015-04-02 2017-12-05 Sk新技术株式会社 锂二次电池用复合隔膜及其制造方法
CN106654119A (zh) * 2016-11-14 2017-05-10 宁波中车新能源科技有限公司 一种混合涂层隔膜及其制备方法和应用
CN108735953A (zh) * 2018-06-28 2018-11-02 广东美联隔膜有限公司 一种SiO2-PS核壳结构陶瓷涂层隔膜及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111244362A (zh) 2020-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111244362B (zh) 一种复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN111653717B (zh) 一种复合隔膜的制备方法、复合隔膜和锂离子电池
WO2020000164A1 (zh) 一种复合锂电池隔膜及其制备方法
CN108598341B (zh) 一种锂离子电池用低透气度陶瓷涂层隔膜及其制备方法
CN111466043B (zh) 二次电池用多孔性复合隔膜及包含该复合隔膜的锂二次电池
CN113451708A (zh) 功能涂覆隔膜及其制备方法、锂离子电芯、锂离子电池包及其应用
CN114716696B (zh) 核壳树脂材料以及制备方法、水性聚合物涂料、电池隔膜、二次电池
CN109065811B (zh) 水性pvdf涂覆隔膜及其制备方法和应用
CN110571395A (zh) 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN112688028B (zh) 一种锂离子电池用隔膜及其制备方法
CN111192996A (zh) 一种有机涂层/聚乙烯复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN111129393A (zh) 一种混合涂覆的锂电池隔膜及其制备方法
CN111725511B (zh) 一种锂离子二次电池极片及锂离子二次电池
CN109088031B (zh) 陶瓷涂覆隔膜浆料、陶瓷复合隔膜及其制备方法和应用
CN108963153A (zh) 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN111584827A (zh) 锂电池负极极片及其制备方法和应用
CN109065812A (zh) 隔膜涂层组合物、浆料及其制备方法、隔膜及锂离子电池
CN113921986A (zh) 一种复合隔膜及包括该复合隔膜的电池
CN114361706A (zh) 一种涂覆隔膜及其制备方法
CN110911622A (zh) 涂覆隔膜浆料、复合隔膜及其制备方法
CN110459732B (zh) 一种硅/石墨烯/碳复合纤维膜负极极片及其制备方法和锂离子电池
CN115260403B (zh) 一种水性粘结剂、改性隔膜、电池及水性粘结剂的制备方法
CN111900317A (zh) 复合隔膜及其制备方法和锂离子电池
CN114243208A (zh) 一种复合隔膜及其制备方法、二次电池
CN114156600A (zh) 一种含混合导体涂层的隔膜及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant