CN111628133B - 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111628133B
CN111628133B CN202010449634.0A CN202010449634A CN111628133B CN 111628133 B CN111628133 B CN 111628133B CN 202010449634 A CN202010449634 A CN 202010449634A CN 111628133 B CN111628133 B CN 111628133B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone rubber
base film
lithium ion
ion battery
percent
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
CN202010449634.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111628133A (zh
Inventor
王元杰
薄晋科
宫颂
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.)
Dalian Zhongbi Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Dalian Zhongbi 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 Dalian Zhongbi Energy Technology Co ltd filed Critical Dalian Zhongbi Energy Technology Co ltd
Priority to CN202010449634.0A priority Critical patent/CN111628133B/zh
Publication of CN111628133A publication Critical patent/CN111628133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111628133B publication Critical patent/CN111628133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C08J2483/07—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法，包含基膜，还包含所述基膜的一侧或两侧设置的高温硫化硅橡胶，所述高温硫化硅橡胶由包括按重量百分含量计的以下原料制备：硅橡胶25～79.5％；白炭黑10～30％；阻燃剂5～15％；造孔剂4.5～30％；硫化剂0.5～1％；硅烷偶联剂0.5～1％；所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和甲基三氟丙基硅橡胶中的一种或多种。本发明提供的锂离子电池复合隔膜纵向与横向热收缩明显降低，提高了电解液浸润性和拉伸强度等方面的性能。

Description

一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池与铅酸电池、镍氢电池相比，具有开路电压高、比能量高、长循环寿命等优异性能，被广泛应用于手机、电脑、相机等产品中。近年，锂离子电池大量应用于新能源汽车，对电池性能提出越来越高的要求。其中，隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，其功能不但是阻止正极片与负极片接触发生短路，还影响电池的容量、倍率性能、低温性能、高温性能、循环以及电池的安全性能。
目前，商业化的锂离子电池隔膜多为聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯PE单层膜、聚丙烯PP单层膜以及由PP和PE复合的多层膜。该类隔膜存在：1)电解液浸润差导致的电池循环性能变差；2)高温条件下热收缩变大导致电池正负极片短路从而引起电池热失控；3)玻璃化温度高导致低温下材料韧性变差，电池机械滥用条件下比如跌落、重物冲击易使正负极片短路从而引起电池热失控等缺陷。
如上所述，因为隔膜存在上述缺陷，研究人员对其进行了大量改性研究：如将陶瓷粉末与去离子水和羧甲基纤维素钠水溶液混合成浆料，将该浆料涂覆于PP或PE隔膜上减小隔膜热收缩性；或者将PVDF粉末与去离子水和羧甲基纤维素钠水溶液混合成浆料涂覆于PP或PE隔膜上；或者将PVDF粉末与陶瓷粉末按照上述方法制成浆料涂覆于PP或PE隔膜上。上述方法只能在一定程度上改善隔膜的吸液差及热收缩大等问题，但无法降低隔膜的玻璃化温度高问题，并且涂覆的物质和隔膜及电解液相容较差，使电池的性能有不同程度的下降。
发明内容
本发明实施例提供了一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。本发明提供的锂离子电池复合隔膜纵向与横向热收缩明显降低，提高了电解液浸润性和拉伸强度等方面的性能。
本发明的一方面在于提供一种锂离子电池复合隔膜，包含基膜，还包含所述基膜的一侧或两侧设置的高温硫化硅橡胶，所述高温硫化硅橡胶由包括按重量百分含量计的以下原料制备：
Figure BDA0002507038410000021
所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和甲基三氟丙基硅橡胶中的一种或多种。
本发明中高温硫化硅橡胶配方体系中含有白炭黑，不但可以提高硫化硅橡胶涂层的抗拉强度及穿刺强度，白炭黑具有巨大的表面积，通过与配方中硅橡胶等组分复配共同作用下可以吸收大量电解液，且热收缩性能优异。
根据本发明的一些优选实施方式，所述硅橡胶为二甲基硅橡胶或甲基乙烯基硅橡胶。
根据本发明的一些优选实施方式，所述白炭黑的粒径为1～10nm。本发明中采用特定粒径下的纳米白炭黑具有更好的效果。
根据本发明的一些优选实施方式，所述阻燃剂为Al(OH)3粉体，优选的，所述Al(OH)3粉体的粒径10～100nm。在本发明高温硫化硅橡胶配方体系中含有一定量的Al(OH)3粉体，在电池热失控中，Al(OH)3粉体受热分解形成H2O，起到阻燃作用，较现有复合隔膜的阻燃效果更优异。进一步的，发明人还意外发现，通过采用包括特定种类、含量的硅橡胶、(特定粒径)白炭黑和氢氧化铝制备得到的复合隔膜，能够进一步提高吸液率，改善电解液浸润性。
根据本发明的一些优选实施方式，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式，所述硫化剂为双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BP)、2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)中的一种；和/或，所述造孔剂为白油。
根据本发明的一些优选实施方式，所述高温硫化硅橡胶的厚度为1～10μm，优选1～5μm。
根据本发明的一些优选实施方式，所述基膜为单层PP、单层PE或多层PP/PE膜。
本发明的另一方面在于提供一种所述锂离子电池复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：包括以下步骤：按配比将所述原料进行混合、搅拌；然后喷涂在所述基膜的一层或两侧，得带有柔性胶体的基膜；然后在110-150℃下进行聚合反应，萃取，即得。
根据本发明的一些优选实施方式，包括如下步骤：
步骤1)，备料：按配比将所述原料进行混合、搅拌；
步骤2)，喷涂：然后喷涂在所述基膜的一层或两侧，得带有柔性胶体的基膜；
步骤3)，初次聚合：在110～150℃下进行初次聚合反应，优选使柔性胶体表面的硅橡胶聚合；
步骤4)，二次聚合：在110～150℃下进行二次聚合反应12～24h；
步骤5)，萃取：对造孔剂进行萃取，即得；
优选的，步骤2)中，所述喷涂的涂布速度为20～50m/min；和/或，步骤3)中，带有柔性胶体的基膜在走带过程中进行初次聚合，所述走带速度优选与步骤2)中涂布速度相同，初次聚合时间优选为0.05～0.2h；和/或，步骤4)中，经初次聚合后，停止走带，进行静态下的二次聚合。
本发明中，对高温硫化硅橡胶配方各组分种类进行优选，通过特定用量的配方上述组分间相互作用，采用上述配方的高温硫化硅橡胶得到的复合隔膜具有较低的玻璃化温度(-100～-50℃)，提高了复合隔膜低温条件下的韧性；该高温硫化硅橡胶热收缩明显低于PP或PE，且该高温硫化硅橡胶耐氧化性能明显高于PP或PE，进一步提高了复合隔膜的综合性能。
经大量研究，本发明中惊奇地发现，使用上述高温硫化硅橡胶涂布的复合隔膜电解液浸润性得到大幅提高，吸液率较基膜提高了30-150％；复合隔膜的拉伸强度提高了20-50％；玻璃化温度由基膜的-10～-20℃降低至-100～-50℃，105℃纵向与横向热收缩由0.5～2％/0.2～1％降低至0.05～0.10％/0～0.05％；除此之外，复合隔膜的穿刺强度提高了30～120％；复合隔膜的耐正极氧化性能得到大幅提高，对应的锂离子电池寿命较基膜的锂离子电池的循环寿命高出100％～200％。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
本发明中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本发明中所用的原料均可在国内产品市场方便买到，以下实施例中，白油为68号工业级白油，Al(OH)3粉体的粒径为10-100nm，白炭黑粒径为1-10nm。
实施例1
(1)将5％Al(OH)3粉体、20％白炭黑、25％白油、48％甲基乙烯基硅橡胶、0.5％双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)、1.5％A151(乙烯基三乙氧基硅烷)均匀搅拌，形成柔性胶体；
(2)上述柔性胶体经过微凹版涂布机喷涂于16μm PP干法隔膜一侧，涂层厚度4μm，涂布速度25m/min；
(3)带有胶体的隔膜经过动态烘箱，进行初步聚合，烘箱温度设定在150℃，烘箱走带速度同涂布速度，使胶体表面硅橡胶聚合，初步聚合时间为0.05h；
(4)上述初步聚合的产品放置在150℃静态烘箱中24h，进行完全聚合；
(5)完全聚合的硅橡胶在经白油萃取系统，100％萃取白油形成多孔高温硫化硅橡胶复合隔膜。
实施例2
(1)将10％Al(OH)3粉体、10％白炭黑、15％白油、63％二甲基硅橡胶、1.5％2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)、0.5％A171(乙烯基三甲氧基硅烷)均匀搅拌，形成柔性胶体；
(2)上述柔性胶体经过微凹版涂布机喷涂于12μm PE湿法隔膜一侧，涂层厚度5μm，涂布速度30m/min；
(3)带有胶体的隔膜经过动态烘箱，进行初步聚合，烘箱温度设定在130℃，烘箱走带速度同涂布速度，使胶体表面硅橡胶聚合；初步聚合时间为0.1h；
(4)上述初步聚合的产品放置在110℃静态烘箱中20h，进行完全聚合；
(5)完全聚合的硅橡胶在经白油萃取系统，100％萃取白油形成多孔高温硫化硅橡胶复合隔膜。
实施例3
(1)将5％Al(OH)3粉体、30％白炭黑、25％白油、38％甲基乙烯基硅橡胶、0.5％、过氧化苯甲酰(BP)、1.5％A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷均匀搅拌，形成柔性胶体；
(2)上述柔性胶体经过微凹版涂布机喷涂于16μm PP/PE/PP三层干法隔膜一侧，涂层厚度3μm，涂布速度50m/min；初步聚合时间为0.075h；
(3)带有胶体的隔膜经过动态烘箱，进行初步聚合，烘箱温度设定在110℃，烘箱走带速度同涂布速度，使胶体表面硅橡胶聚合；
(4)上述初步聚合的产品放置在110℃静态烘箱中24h，进行完全聚合；
(5)完全聚合的硅橡胶在经白油萃取系统，100％萃取白油形成多孔高温硫化硅橡胶复合隔膜。
对比例1
该对比例采用的隔膜为：16μm PP干法隔膜。
对比例2
该对比例采用的隔膜为：12μm PE湿法隔膜。
对比例3
该对比例采用的隔膜为：16μm PP/PE/PP三层干法隔膜。
实验例1
分别对以上实施例1-3处理后的隔膜及处理前的隔膜材料进行吸液率、拉伸强度、热收缩及循环寿命测试，结果见下表1。
吸液率测试方法如下：裁剪10cm*10cm大小隔膜，称重质量为M1,将其完全浸入EC/EMC/DMC/DEC(质量比为1:1:1:1)混合溶液中1h，取出，用镊子夹住一端悬空，溶液不再从隔膜中滴出时，称重质量为M2，吸液率＝(M2-M1)/M1*100％。
拉伸强度测试方法如下：试样制备：宽度15mm，取样长度不小于150mm，确保标距100mm；对材料变形率较大试样，标距不得少于50mm。试验速度：500±30mm/min。拉伸强度计算公式：拉伸强度计算公式σ＝F/b，式中，σ：拉伸强度(kN/m)，F：力值(N)，b：宽度(mm)。
隔膜热收缩测试方法如下：裁取320(纵向)*200(横向)mm样品，放入两个玻璃板之间，放入105℃烘箱中1h，测试纵向宽度L1，横向宽度L2。纵向热收缩＝(320-L1)/320*100％，横向热收缩＝(200-L2)/200*100％。
穿刺强度测试方法如下：条状隔膜的宽度必须大于100mm。将宽度为100mm的试片安装在样膜固定夹环上，然后用直径1.0mm，直径顶端半径为0.5mm的钢针，以(50±5)mm/min的速度去顶刺，读取钢针穿透试片的大负荷。测试一般测3个点，取其算术平均值，测试片数5个以上。
耐正极氧化性能测试方法如下：以循环(循环至初始容量80％的最后一次)后隔膜的纵向拉伸强度为表征。
本实验例提供了采用上述复合隔膜的锂离子电池具体制备方法：
正极极片的制备：将正极活性材料、正极粘结剂、正极极导电剂加入NMP中，混合均匀后，制备得到正极浆料，然后将正极浆料均匀涂覆在铝箔上，在100℃下进行干燥后、依次进行辊压、分切后得到正极片，其中，正极活性材料、正极粘结剂、正极导电剂的重量比为正极活性材料∶正极粘结剂∶正极导电剂＝95.5∶2∶2.5。实施例1、对比例1中的正极材料N0.6C0.2M0.2，实施例2、对比例2中的正极活性材料为N0.5C0.2M0.3，实施例3、对比例3中的正极材料为N0.8C0.1M0.1；所有实施例与对比例粘结剂均为聚偏氟乙烯HSV900、正极导电剂或乙炔黑SP。
负极极片的制备：将负极活性材料、负极粘结剂、负极稳定剂、负极导电剂加入蒸馏水中，混合均匀后，制备得到负极浆料，然后将负极浆料均匀涂覆在铜箔上，在80℃下进行干燥后、依次进行辊压、分切后得到负极片，其中，负极活性材料、负极粘结剂、负极稳定剂、负极导电剂的重量比为负极活性材料∶负极粘结剂∶负极稳定剂∶负极导电剂＝95∶2∶2∶1。所有实施例与对比例负极活性材料均选用人造石墨，负极粘结剂为丁苯橡胶SBR，负极稳定剂为羧甲基纤维素钠，负极导电剂或乙炔黑SP。
电解液溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，可溶性锂盐为六氟磷酸锂、添加剂为丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯和双氟磺酰亚胺锂。
将正极极片、负极极片与将制备所得隔膜卷绕成干电芯，随后入壳、注电解液、封装得到26650型号圆柱电芯。
是否燃烧的评测:明火点燃10S后，不继续燃烧，判定为不燃烧。
循环寿命判定标准为：循环至初始容量80％的最后一次(周)。
表1各实例的隔膜性能测试结果
Figure BDA0002507038410000081
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种锂离子电池复合隔膜，包含基膜，其特征在于，还包含所述基膜的一侧或两侧设置的高温硫化硅橡胶涂层，所述高温硫化硅橡胶涂层由包括按重量百分含量计的以下原料制备：
Figure FDA0003694830600000011
所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和甲基三氟丙基硅橡胶中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述硅橡胶为二甲基硅橡胶或甲基乙烯基硅橡胶。
3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述白炭黑的粒径为1～10nm。
4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述阻燃剂为Al(OH)3粉体。
5.根据权利要求4所述的复合隔膜，其特征在于，所述Al(OH) 3粉体的粒径10～100nm。
6.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，硫化剂为双叔丁基过氧化异丙基苯、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰中的一种；和/或，所述造孔剂为白油。
8.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述高温硫化硅橡胶涂层的厚度为1～10μm。
9.根据权利要求8所述的复合隔膜，其特征在于，所述高温硫化硅橡胶涂层的厚度为1～5μm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜为单层PP、单层PE或多层PP/PE膜。
11.权利要求1-10任一项所述锂离子电池复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比将所述原料进行混合、搅拌；然后喷涂在所述基膜的一层或两侧，得带有柔性胶体的基膜；然后在110-150℃下进行聚合反应，萃取，即得。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)，备料：按配比将所述原料进行混合、搅拌；
步骤2)，喷涂：然后喷涂在所述基膜的一层或两侧，得带有柔性胶体的基膜；
步骤3)，初次聚合：在110～150℃下进行初次聚合反应，使柔性胶体表面的硅橡胶聚合；
步骤4)，二次聚合：在110～150℃下进行二次聚合反应12～24h；
步骤5)，萃取：对造孔剂进行萃取，即得。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述喷涂的涂布速度为20～50m/min；和/或，步骤3)中，带有柔性胶体的基膜在走带过程中进行初次聚合，走带速度与步骤2)中涂布速度相同，初次聚合时间为0.05～0.2h。
CN202010449634.0A 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 Active CN111628133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010449634.0A CN111628133B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010449634.0A CN111628133B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111628133A CN111628133A (zh) 2020-09-04
CN111628133B true CN111628133B (zh) 2022-10-04

Family

ID=72259269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010449634.0A Active CN111628133B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111628133B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2485295B1 (en) * 2009-09-30 2019-03-20 Zeon Corporation Porous membrane for secondary battery, and secondary battery
CN101775218B (zh) * 2009-12-31 2012-07-25 重庆大学 一种高温硫化硅橡胶及其快速制备方法
CN102683628B (zh) * 2011-03-09 2016-02-03 天津东皋膜技术有限公司 含有纳米预交联橡胶微粉的共挤复合隔膜以及使用其的锂离子电池
KR20150014637A (ko) * 2013-07-30 2015-02-09 주식회사 엘지화학 전해액의 추가 공급이 가능한 이차전지
CN105140451A (zh) * 2015-07-06 2015-12-09 佛山荷韵特种材料有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
WO2019146927A1 (ko) * 2018-01-29 2019-08-01 주식회사 엘지화학 이차 전지용 절연판 및 그의 제조 방법
CN109401332A (zh) * 2018-10-17 2019-03-01 广州市白云化工实业有限公司 高温硫化硅橡胶密封条及其制备方法
CN110854341B (zh) * 2019-11-15 2022-11-08 上海化工研究院有限公司 一种高性能锂电池隔膜的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111628133A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106941167B (zh) 一种锂离子电池多孔复合负极材料及其制备方法
CN111525089B (zh) 一种兼顾能量密度和安全的低温锂离子电池
CN106887593B (zh) 一种高容量锂离子电池负极材料的制备方法
CN112332023B (zh) 超薄高强度改性锂离子电池隔膜及其制备方法
CN114024034A (zh) 一种电池
CN114583100A (zh) 一种正极片及其制备方法和锂离子电池
CN111211323A (zh) 一种磷酸铁锂体系软包锂离子电池及其制备方法
WO2023040862A1 (zh) 一种电极组件及其应用
CN112574659A (zh) 一种锂二次电池电极片保护层及其制备方法
CN113809278A (zh) 一种电极组件及其应用
CN102206420A (zh) 一种电池隔膜用组合物、一种电池隔膜和一种锂离子二次电池
US20240145710A1 (en) Negative electrode sheet and battery applying same
CN114024021B (zh) 一种电池
WO2023123087A1 (zh) 一种水系正极极片及包含该极片的二次电池及用电装置
CN113644251B (zh) 一种中空结构硅碳负极材料及其制备方法
CN114024035A (zh) 一种电池
CN114024099A (zh) 一种电池
CN116632249B (zh) 一种锂离子电池
CN108511680B (zh) 正极片及其制备方法及储能装置
CN105990600A (zh) 一种锂离子二次电池
CN111628133B (zh) 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法
CN108321431B (zh) 一种降低非水电解液中hf和h2o含量的方法
CN112670449B (zh) 一种硅碳复合极片、其制备方法及用途
Wei et al. Physicochemical properties of a novel composite polymer electrolyte doped with vinyltrimethoxylsilane-modified nano-La2O3
CN116964816A (zh) 电解液、二次电池及包含该二次电池的用电装置

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