改性隔膜及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种改性隔膜及其制备方法和锂离子电池，改性隔膜包括隔膜基材和位于其表面的聚合物涂层，聚合物涂层中包括侧链被磺酸基锂取代的聚合物。上述改性隔膜中隔膜基材的表面包括含有磺酸基锂基团的聚合物涂层，其具有传导锂离子的功能，用于锂离子电池中能够提高锂离子在电解液中的迁移数，降低其交流阻抗值，减少浓差极化现象，从而减缓或抑制电池负极锂枝晶的生长，降低电池短路的风险，有效地提高锂离子电池的安全性能、倍率性能并延长其循环使用寿命。改性隔膜的制备方法，将侧链被磺酸基锂取代的聚合物涂覆于隔膜基材的表面，使改性隔膜在聚合物具备相对较低的取代度时也具有较高的锂离子迁移数，从而达到减缓锂枝晶生长的作用。

【技术实现步骤摘要】
改性隔膜及其制备方法和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，特别涉及一种改性隔膜及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，主要起着防止正负极接触而短路的作用，另外，隔膜内部的孔结构又构成了锂离子的传输通道，使得电池的电化学反应能够发生。隔膜的结构和机械性能会影响电池的充放电容量、倍率性能、循环性能和安全性能等。目前商业化的锂离子电池隔膜主要是以聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)为基材，并在基材表面涂覆陶瓷和粘结剂涂层，能使隔膜的浸润性得到有效提高，以达到改善电池电化学性能的目的；隔膜的基材表面涂覆陶瓷和粘结剂涂层还可以加强隔膜的穿刺强度和热收缩性能。而商业化电解液的锂离子迁移数一般偏低(～0.3)，使得电池在大电流充放电条件下容易产生浓差极化的现象，引起锂离子的不均匀沉积，导致在负极材料表面产生锂枝晶。当锂枝晶生长到一定程度后可能刺破隔膜而导致正负极短路，因而发生热失控甚至引起爆炸等不良后果。针对此问题，大多数储能学者从电解液的角度来减少浓差极化，或者通过负极的表面修饰来改善锂枝晶的生长。通过提高电解液的浓度来改善浓差极化的方法会导致离子电导率降低；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性隔膜，其特征在于：所述改性隔膜包括隔膜基材和位于所述隔膜基材至少一个表面的聚合物涂层，所述聚合物涂层中包括侧链被磺酸基锂取代的聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种改性隔膜，其特征在于：所述改性隔膜包括隔膜基材和位于所述隔膜基材至少一个表面的聚合物涂层，所述聚合物涂层中包括侧链被磺酸基锂取代的聚合物。2.根据权利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，磺酸基锂取代基在所述聚合物中的取代度为20％～100％。3.根据权利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述磺酸基锂取代基为-O-R-SO3Li，其中R为C6-C20的亚芳基或具有1～2个氮原子的C3-C9的亚杂芳基，可选地，所述C6-C20的亚芳基和/或所述具有1～2个氮原子的C3-C9的亚杂芳基进一步被C1-C6的烷基取代。4.根据权利要求3所述的改性隔膜，其特征在于，R为C6-C14的亚芳基或具有1个氮原子的五或六元的亚杂芳基，优选R选自由亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚吡啶基、亚吡咯基、亚嘧啶基、亚喹啉基、亚异喹啉基和亚吲哚基所组成组。5.根据权利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物的前驱体为选自由聚苯醚类、聚醚醚酮类、聚芳醚酮类和聚砜类所组成组中的至少一种。6.根据权利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物的数均分子量为100万以上。7.根据权利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂层中还包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，所述聚合物涂层中所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量百分含量为20％～50％，所述聚合物的质量百分含量为50％～80％。8.根据权利要求1至6中任一项所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂层的厚度为1μm～5μm，所述隔膜基材的厚度为6μm～15μm。9.一种改性隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将侧链被磺酸基锂取代的聚合物涂覆于隔膜基材的至少一个表面。10.根据权利要求9所述的改性隔膜的制备方法，其特征在于，在所述涂覆步骤之前，所述制备方法还包括以下步骤：将所述聚合物溶解于有机溶剂中配制成所述聚合物百分含量为3wt.％～10wt.％的溶液，将可选的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解于有机溶剂中配制成所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物百分含量为0wt.％～50wt.％的溶液，将两种溶液混合均匀得到混合液，将所述混合液涂覆于隔膜基材的至少一个表面。11.根据权利要求10所述的改性隔膜的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的数均分子量为10万～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继钦，
申请(专利权)人：中兴高能技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42