CN115863907A - 一种锂电隔膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种锂电隔膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115863907A CN115863907A CN202211405549.XA CN202211405549A CN115863907A CN 115863907 A CN115863907 A CN 115863907A CN 202211405549 A CN202211405549 A CN 202211405549A CN 115863907 A CN115863907 A CN 115863907A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diaphragm
- slurry
- lithium
- electrode material
- coating
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开一种锂电隔膜及其制备方法和应用，涉及锂离子电池技术领域，本方法首先将电极材料、陶瓷颗粒、助剂加入溶剂中分散均匀，形成浆料；然后将所述浆料涂覆在聚合物隔膜的一面或两面，高温烘烤后得到锂电池隔膜。本发明的锂电隔膜涂覆层已包含部分电极活性材料，相比于完全涂覆陶瓷颗粒的隔膜有明显的能量密度提升优势，在高温下也可维持隔膜本身的尺寸稳定，可实现电池能量密度的提升。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种可提高电池能量密度、增强电池安全性能的隔膜及其制备方法和应用。
背景技术
近年来随着能源与环境问题日益严重，发展清洁可再生的高效能源成为未来人类社会生存与发展的关键。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境友好、资源来源广泛且易回收等优点被广泛应用于便携式电子产品、新能源汽车、电化学储能等领域，是解决能源与环境问题的有效策略之一。
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。其中，隔膜起到阻隔正、负极导通电解液的作用，对锂离子电池的安全及性能起到了至关重要的影响。为了进一步满足人们对高能量密度、高安全性锂离子电池产品的需求，研发人员开发了多种新型隔膜材料及结构，主要包括：新型耐高温聚合物隔膜、陶瓷涂覆隔膜、陶瓷/聚烯烃共混挤出隔膜和电极材料/陶瓷/聚烯烃三层隔膜。CN101752540A公开了一种聚酰亚胺隔膜及其制备方法，将聚酰胺酸溶解后由非溶剂引发相分离(NIPS)法制备成膜，进一步热亚胺化得到聚酰亚胺膜。虽然聚酰亚胺膜熔融温度高、电解液浸润性好，然而NIPS法制备的隔膜强度及伸长率较低，不适于高速电池组装；CN112421182B在基膜表面涂覆陶瓷颗粒提升隔膜耐温及电解液浸润性能，然而涂覆后隔膜厚度和密度显著增大，导致正极和负极材料填充量减少，降低电池能量密度；CN114229817A将磷酸钛锂铝分散在聚乙烯/白油铸膜液中混合挤出，提升隔膜耐热和容量循环稳定性，然而磷酸钛锂铝分散的不均匀性及其与聚乙烯之间较差的相容性可能会导致隔膜孔径分布进一步变宽，使锂离子传输不均匀性增加，促进锂枝晶产生，诱发电池内短路事故；CN115020920A公开了一种锂电隔膜与电池集成制备方法，制备的锂电隔膜包含三层结构，第一层基膜为锂电多孔隔膜，第二层绝缘热稳定层选用陶瓷粉末或热稳材料以及聚合物粘结剂，第三层活性物质层选用正极/负极活性物质、聚合物材料和导电剂。虽然在隔膜上直接复合正、负极活性物质提升了离子电导率，然而由于组装电池时正、负极活性物质填充量有限，此方法对电池能量密度并无提升效果。
磷酸锂类、三元类正极材料及碳基、硅基等负极材料，具有优异的热稳定性、尺寸均匀性、溶液可加工性。本发明人发现,将电极材料与陶瓷共混后涂覆于隔膜表面不仅有利于耐热性能的提升，同时还可增加电池活性材料容量，进一步在提升电池安全性的基础上增大能量密度。因此，如何使用简单有效的工艺，实现电极材料涂覆隔膜的制备，从而满足高安全性能、高能量密度锂离子电池的需要，具有重要的工业应用价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可提高电池能量密度、增强电池安全性能的隔膜及其制备方法和应用。
一种锂电隔膜制备方法，包括以下步骤：
将电极材料、陶瓷颗粒、助剂加入溶剂中分散均匀，形成浆料；所述电极材料为正极材料或负极材料，所述正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种混合物，所述负极材料为石墨、钛酸锂、硅碳中的一种或多种混合物；所述助剂包括粘结剂、润湿剂和分散剂；
将所述浆料涂覆在聚合物隔膜的一面或两面，高温烘烤后得到锂电池隔膜。
进一步地，所述电极材料D50为0.2～50μm。
进一步地，所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、硫酸钡、氮化硼、二氧化硅、氯化钙、氢氧化镁中的一种或多种混合物；所述陶瓷颗粒D50为0.1～2μm。
进一步地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、顺丁烯二酸酐、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种混合物；所述润湿剂为氟代烷基甲氧基醚醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、炔二醇乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚丙烯酸铵、硅氧烷、聚硅氧烷、脂肪酸盐中的一种或多种混合物；所述分散剂为氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丁苯萘磺酸钠、羟乙基硫酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种混合物。
进一步地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、乙醇、丙酮、甲苯、正庚烷、水中的一种或多种混合物。
进一步地，所述浆料中所述电极材料占总质量百分比为10～35wt％，所述陶瓷颗粒占总质量百分比为5～30wt％，所述粘结剂占总质量百分比为3.0～9.0wt％，所述润湿剂占总质量百分比为0.1～0.5wt％，所述分散剂占总质量百分比为0.05～0.1wt％，所述溶剂占总质量百分比为剩余的量，例如45～59wt％。
进一步地，所述浆料的配置步骤包括：
在溶剂中依次加入润湿剂、分散剂，20～60℃下，20～1000rpm转速搅拌溶解5～60min；
然后加入电极材料与陶瓷颗粒，50～80℃下，100～2000rpm转速搅拌分散5～180min；
最后加入粘结剂，升温5～10℃，相同转速下搅拌分散5～180min后，得到均匀分散的浆料。
进一步地，所述聚合物隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚酰亚胺隔膜、聚醚醚酮隔膜、聚噁二唑隔膜、聚三唑隔膜中的一种。
进一步地，所述浆料的涂覆方法为微凹辊涂覆、线棒涂覆或窄缝涂覆，涂层厚度为0.5～10μm；涂覆完成后所述隔膜进入烘箱，在50～100℃下将溶剂完全挥发，进行收卷、分切，得到适合尺寸的锂离子隔膜。
一种锂电隔膜，由上述方法制备得到。
一种上述方法制备的锂电隔膜的应用，所述锂电隔膜应用于锂电池以及包含所述锂电池的产品。
进一步地，所述锂电隔膜应用于锂电池包括制备基于所述锂电隔膜的锂电池，制备步骤包括：所述锂电隔膜为涂覆正极材料的隔膜或涂覆负极材料的隔膜，首先将涂覆正极材料的隔膜与正极极片贴合，或涂覆负极材料的隔膜与负极极片贴合，使用卷绕或叠片的生产工艺进行电芯的制作；然后将制备完成的电芯按照入壳、烘烤、注液、封口、化成、分容的步骤制作电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中将陶瓷与电极活性材料混合涂覆于商业化聚乙烯隔膜上，制备出的涂覆隔膜仍可维持基膜原本的机械强度，可直接适用于高速电池组装。
2、本法明的锂电隔膜涂覆层已包含部分电极活性材料，相比于完全涂覆陶瓷颗粒的隔膜有明显的能量密度提升优势，且由于电极活性材料本身具有优异的耐高温性能，故其在高温下也可维持隔膜本身的尺寸稳定。
3、本发明将电极活性材料涂覆于商业化锂离子电池基膜上，组装电池后活性材料含量比相同工艺下其他隔膜(陶瓷涂覆隔膜、聚合物隔膜、电极/陶瓷/聚合物三层复合隔膜)有显著优势，可实现电池能量密度的提升。
附图说明
图1为实施例1聚乙烯隔膜涂覆磷酸铁锂后膜表面SEM图；
图2为实施例4聚乙烯隔膜涂覆钴酸锂后膜表面SEM图；
图3为实施例7聚乙烯隔膜涂覆镍钴锰酸锂后膜表面SEM图；
图4为实施例10聚乙烯隔膜涂覆石墨后膜表面SEM图；
图5为实施例4聚乙烯隔膜涂覆钴酸锂后膜实物图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。下列实例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.5μm的磷酸铁锂35wt％与D50为0.1μm的三氧化二铝5wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度2μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例2
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，20℃，1000rpm机械搅拌溶解5min后，加入D50为0.2μm的磷酸铁锂20wt％与D50为0.1μm的三氧化二铝20wt％，60℃下，1000rpm搅拌分散2h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯6wt％，65℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度1μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例3
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，50℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为10μm的磷酸铁锂10wt％与D50为1μm的三氧化二铝30wt％，70℃下，1500rpm搅拌分散1h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯9wt％，77℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度0.5μm，涂覆完成后所述隔膜进入烘箱，在50℃下将溶剂完全挥发，进行收卷、分切，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例4
(1)在溶剂N，N-二甲基甲酰胺中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.25wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，60℃，20rpm机械搅拌溶解1h后，加入D50为2.0μm的钴酸锂35wt％与D50为0.5μm的勃姆石5wt％，80℃下，2000rpm搅拌分散5min后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，86℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度5μm，涂覆完成后所述隔膜进入烘箱，在80℃下将溶剂完全挥发，进行收卷、分切，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例5
(1)在溶剂N，N-二甲基甲酰胺中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，100rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为20μm的钴酸锂20wt％与D50为2μm的勃姆石20wt％，50℃下，300rpm搅拌分散0.5h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度10μm，涂覆完成后所述隔膜进入烘箱，在100℃下将溶剂完全挥发，进行收卷、分切，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例6
(1)在溶剂N，N-二甲基甲酰胺中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.07wt％，25℃，300rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为50μm的钴酸锂10wt％与D50为1.5μm的勃姆石30wt％，50℃下，200rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度8μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例7
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，50rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为40μm的镍钴锰酸锂35wt％与D50为0.5μm的勃姆石5wt％，50℃下，100rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜表面，涂覆厚度6μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例8
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为3.0μm的镍钴锰酸锂20wt％与D50为0.5μm的勃姆石20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜表面，涂覆厚度6μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例9
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为3.0μm的镍钴锰酸锂10wt％与D50为0.5μm的勃姆石30wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜表面，涂覆厚度6μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例10
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％,分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为3.0μm的石墨35wt％与D50为0.5μm的勃姆石5wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度6μm，得到负极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例11
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为3.0μm的石墨20wt％与D50为0.5μm的勃姆石20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度6μm，得到负极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例12
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为3.0μm的石墨10wt％与D50为0.5μm的勃姆石30wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度6μm，得到负极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例13
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.5μm的锰酸锂20wt％与D50为0.2μm的三氧化二铝20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度2μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例14
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.8μm的镍钴铝酸锂20wt％与D50为0.2μm的三氧化二铝20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度4μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例15
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.4μm的钛酸锂20wt％与D50为0.5μm的勃姆石20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度3μm，得到负极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例16
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.1wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.05wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.8μm的硅碳20wt％与D50为0.5μm的勃姆石20wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度6μm，得到负极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例17
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％,25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.5μm的磷酸铁锂35wt％与D50为0.2μm的硫酸钡5wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度2μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例18
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％，25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.5μm的磷酸铁锂35wt％与D50为0.1μm的二氧化硅5wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度2μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
实施例19
(1)在溶剂N-甲基吡咯烷酮中加入润湿剂聚丙烯酸钠0.5wt％，分散剂十二烷基硫酸钠0.1wt％,25℃，500rpm机械搅拌溶解0.5h后，加入D50为0.5μm的磷酸铁锂35wt％与D50为0.5μm的氮化硼5wt％，50℃下，800rpm搅拌分散3h后，加入粘结剂聚偏氟乙烯3wt％，60℃搅拌分散3h后，得到涂覆浆料。
(2)将上述浆料经微凹辊涂覆在聚乙烯隔膜一面，涂覆厚度3μm，得到正极材料功能化聚乙烯隔膜。
对比例1
将磷酸铁锂替换为三氧化二铝，其余配方和工艺均与实施例1相同。
对比例2
将钴酸锂替换为勃姆石，其余配方和工艺均与实施例4相同。
对比例3
将镍钴锰酸锂替换为勃姆石，其余配方和工艺均与实施例7相同。
对比例4
将石墨替换为勃姆石，其余配方和工艺均与实施例10相同。
对比例5
将锰酸锂替换为三氧化二铝，其余配方和工艺均与实施例13相同。
对比例6
将实施例1隔膜改为未涂覆聚乙烯隔膜。
对比例7
将对比例1所制隔膜再涂覆5um厚正极浆料(根据GB/T 30835-2014，以商用磷酸铁锂为正极材料)。
表1实施例及对比例性能数据
从表1中可以看出，涂覆了正极或/和负极材料的聚乙烯隔膜(实施例1至19)与陶瓷涂覆隔膜(对比例1-5)相比，离子电导率提升25％以上，首效及电池比容量提升10％以上。电池比能量密度显著提升。此外，涂覆了正极或/和负极材料的聚乙烯隔膜MD与TD方向热收缩率均小于1.5％，与陶瓷涂覆隔膜耐热性能相近，而远远优于未涂覆的聚乙烯隔膜(对比例6)。通过对照实施例1与对比例7的电池比容量数据可以看出本发明提出的锂电隔膜，相比于三层结构(聚烯烃隔膜-陶瓷涂覆层-正极活性层)隔膜电池比容量提升5.6％。
测试方法：
根据GB/T 36363-2018测试隔膜120℃处理1h热收缩率。
通过组装垫片/隔膜/垫片阻塞型电池测试隔膜离子电导率。计算公式为σ＝L/(Rb*A)，式中σ为隔膜的离子电导率，L为隔膜的厚度，A为隔膜的有效面积，Rb为电池的本体电阻。Rb通过交流阻抗法测试隔膜电化学阻抗谱得到，测试频率10-1-105Hz，振幅5mV。
根据GB/T 30835-2014，以商用磷酸铁锂为正极材料，测试磷酸铁锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 23365-2009，以商用钴酸锂为正极材料，测试钴酸锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 23365-2009，以商用锰酸锂为正极材料，测试锰酸锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 23365-2009，以商用镍钴锰酸锂为正极材料，测试镍钴锰酸锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 23365-2009，以商用镍钴铝酸锂为正极材料，测试镍钴铝酸锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 30835-2014，以商用磷酸铁锂为正极材料，商业石墨为负极材料，测试石墨涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 30835-2014，以商用磷酸铁锂为正极材料，商业钛酸锂为负极材料，测试钛酸锂涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
根据GB/T 30835-2014，以商用磷酸铁锂为正极材料，商业硅碳为负极材料，测试硅碳涂覆隔膜的首次充放电效率和电池比容量。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的适当修改或者等同替换，均应涵盖于本发明的保护范围内，本发明的保护范围以权利要求所限定者为准。
Claims (10)
1.一种锂电隔膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将电极材料、陶瓷颗粒、助剂加入溶剂中分散均匀，形成浆料；所述电极材料为正极材料或负极材料，所述正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种混合物，所述负极材料为石墨、钛酸锂、硅碳中的一种或多种混合物；所述助剂包括粘结剂、润湿剂和分散剂；
将所述浆料涂覆在聚合物隔膜的一面或两面，高温烘烤后得到锂电池隔膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极材料D50为0.2～50μm；所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、硫酸钡、氮化硼、二氧化硅、氯化钙、氢氧化镁中的一种或多种混合物；所述陶瓷颗粒D50为0.1～2μm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、顺丁烯二酸酐、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种混合物；
所述润湿剂为氟代烷基甲氧基醚醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、炔二醇乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚丙烯酸铵、硅氧烷、聚硅氧烷、脂肪酸盐中的一种或多种混合物；
所述分散剂为氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丁苯萘磺酸钠、羟乙基硫酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种混合物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、乙醇、丙酮、甲苯、正庚烷、水中的一种或多种混合物。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浆料中所述电极材料占总质量百分比为10～35wt％，所述陶瓷颗粒占总质量百分比为5～30wt％，所述粘结剂占总质量百分比为3.0～9.0wt％，所述润湿剂占总质量百分比为0.1～0.5wt％，所述分散剂占总质量百分比为0.05～0.1wt％，，所述溶剂占总质量百分比为45～59wt％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浆料的配置步骤包括：
在溶剂中依次加入润湿剂、分散剂，20～60℃下，20～1000rpm转速搅拌溶解5～60min；
然后加入电极材料与陶瓷颗粒，50～80℃下，100～2000rpm转速搅拌分散5～180min；
最后加入粘结剂，升温5～10℃，相同转速下搅拌分散5～180min后，得到均匀分散的浆料。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚酰亚胺隔膜、聚醚醚酮隔膜、聚噁二唑隔膜、聚三唑隔膜中的一种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浆料的涂覆方法为微凹辊涂覆、线棒涂覆或窄缝涂覆，涂层厚度为0.5～10μm；涂覆完成后所述隔膜进入烘箱，在50～100℃下将溶剂完全挥发，进行收卷、分切，得到适合尺寸的锂离子隔膜。
9.一种锂电隔膜，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
10.一种权利要求1-8任一项所述的方法制备的锂电隔膜的应用，其特征在于，所述锂电隔膜应用于锂电池以及包含所述锂电池的产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211405549.XA CN115863907A (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种锂电隔膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211405549.XA CN115863907A (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种锂电隔膜及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115863907A true CN115863907A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85663004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211405549.XA Pending CN115863907A (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种锂电隔膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115863907A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118073775A (zh) * | 2024-04-16 | 2024-05-24 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 一种复合隔膜及其制备方法和用途 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101861667A (zh) * | 2007-11-19 | 2010-10-13 | 株式会社Lg化学 | 具有多孔涂层的隔膜及含有所述隔膜的电化学装置 |
| CN106941146A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-11 | 南通中航泛能新材料有限公司 | 一种用于锂离子电池的复合隔膜 |
| CN111900308A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中国科学院物理研究所 | 一种具有新型纳米材料涂层的电池隔膜及其制备方法和应用 |
| CN113328207A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-31 | 电子科技大学 | 锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-10 CN CN202211405549.XA patent/CN115863907A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101861667A (zh) * | 2007-11-19 | 2010-10-13 | 株式会社Lg化学 | 具有多孔涂层的隔膜及含有所述隔膜的电化学装置 |
| CN106941146A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-11 | 南通中航泛能新材料有限公司 | 一种用于锂离子电池的复合隔膜 |
| CN111900308A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中国科学院物理研究所 | 一种具有新型纳米材料涂层的电池隔膜及其制备方法和应用 |
| CN113328207A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-31 | 电子科技大学 | 锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118073775A (zh) * | 2024-04-16 | 2024-05-24 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 一种复合隔膜及其制备方法和用途 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7338897B2 (ja) | 改質固体電解質膜を製造する方法 | |
| TW411636B (en) | Cell and production method thereof | |
| WO2013147071A1 (ja) | 多孔膜及び多層多孔膜 | |
| WO2022161088A1 (zh) | 一种轻量化锂离子电池隔膜用涂层材料及其制备方法和轻量化锂离子电池复合隔膜 | |
| WO2016047360A1 (ja) | 金属二次電池用セパレータ | |
| CN111697187A (zh) | 一种高安全复合隔膜及其制备方法 | |
| CN103618059A (zh) | 一种高分子无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| JP2016040784A (ja) | セパレータ及びその製造方法 | |
| KR101334888B1 (ko) | 리튬 이차전지용 분리막 및 그 제조방법 | |
| CA2950400C (en) | Secondary battery and separator used therein | |
| CN112259915B (zh) | 一种电池复合隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN110176568A (zh) | 一种高性能涂层隔膜的制备方法 | |
| KR20210006951A (ko) | 다층 세퍼레이터 | |
| CN115863907A (zh) | 一种锂电隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN114725616A (zh) | 一种无机杂化芳纶纳米纤维隔膜、制备方法及其在锂电池中的应用 | |
| CN114374055B (zh) | 一种高机械强度、高阻燃和高粘结的电池隔膜及制备方法 | |
| CN109244321B (zh) | 一种锂电池隔膜用耐热水性涂层及其制备方法、应用 | |
| CN114050376B (zh) | 一种双层电极支撑无机隔膜及其制备方法 | |
| CN113067100A (zh) | 一种水性pvdf涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| CN112201850A (zh) | 高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池 | |
| WO2023179550A1 (zh) | 一种复合油基隔膜及其制备方法和二次电池 | |
| CN114497887B (zh) | 一种高阻燃锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| CN111244361A (zh) | 一种改性聚烯烃隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN211017221U (zh) | 一种锂离子电池隔膜 | |
| CN114784363A (zh) | 锂离子电池隔膜、其制备方法及锂离子电池 |
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 |