电池隔膜及其制备方法、以及具有该电池隔膜的电池技术

技术编号:22567221 阅读:45 留言:0更新日期:2019-11-16 12:58
本发明专利技术公开了一种电池隔膜,包括层叠设置的隔膜本体和含锂涂层,所述含锂涂层中具有含锂化合物和粘结剂,所述含锂化合物在所述含锂涂层中的质量分数为80%~98%。本发明专利技术还公开了一种电池隔膜的制备方法。本发明专利技术还公开了一种具有该电池隔膜的电池。

Battery separator, its preparation method and battery with the battery separator

The invention discloses a battery diaphragm, which comprises a diaphragm body arranged in layers and a lithium-containing coating, wherein the lithium-containing coating is provided with a lithium-containing compound and a binder, and the mass fraction of the lithium-containing compound in the lithium-containing coating is 80% - 98%. The invention also discloses a preparation method of battery diaphragm. The invention also discloses a battery with the battery diaphragm.

【技术实现步骤摘要】
电池隔膜及其制备方法、以及具有该电池隔膜的电池
本专利技术涉及储能
,特别是涉及一种电池隔膜及其制备方法、以及具有该电池隔膜的电池。
技术介绍
当今,人们对纯电动汽车和电子产品的需求与日俱增,以锂离子电池为代表的新一代电化学电池以其能量密度高、电压高、循环寿命长、大倍率放电、自放电低、环保等优势,在电动汽车和储能领域均获得了广泛的应用。电化学电池是由正极、负极、隔膜、电解液四大材料组成。影响电化学电池性能的主要参数也是以上四种材料。其中,隔膜除了起到为离子(如锂离子电池中的锂离子)扩散提供通道,隔绝正负极直接接触的基础作用外,还对电池的安全性能和导电性能具有重要影响。当前,对隔膜进行改性的常用方法是进行陶瓷涂层处理。陶瓷涂层具有优异的高温热稳定性、良好的亲水性和保液性。因此,采用陶瓷涂层处理的隔膜,电池的热稳定性得到提高,润湿电解液的性能得到改善。然而,在隔膜表面进行陶瓷涂层涂覆会影响锂离子的扩散,尤其是在大倍率的条件下的扩散,从而使电池的安全性和倍率性能降低。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种保润性强,电池安全性和倍率性能高的电池隔膜及其制备方法、以及具有该电池隔膜的电池。一种电池隔膜,包括层叠设置的隔膜本体和含锂涂层,所述含锂涂层中具有含锂化合物和粘结剂,所述含锂化合物在所述含锂涂层中的质量分数为80%~98%。在其中一个实施例中,所述含锂化合物为选自锆酸锂、磷酸锂、铝酸锂、氟化锂、碳酸锂、草酸锂和硅酸锂的一种或多种。在其中一个实施例中,所述隔膜本体为聚烯烃类隔膜。在其中一个实施例中,所述聚烯烃类隔膜选自聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯双层复合隔膜、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合隔膜和聚偏氟乙烯隔膜中的一种或多种。在其中一个实施例中,所述粘结剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚偏氟乙烯的一种或多种。在其中一个实施例中,所述含锂化合物和所述粘结剂的质量比为(80~98):(2~20)。在其中一个实施例中,所述含锂涂层的厚度为1μm~10μm。在其中一个实施例中,所述含锂涂层设置在所述隔膜本体的单侧或两侧。一种所述的电池隔膜的制备方法,包括:提供含锂化合物浆料,所述含锂化合物浆料包括均匀混合的所述含锂化合物、所述粘结剂和分散剂;将所述含锂化合物浆料涂布在所述隔膜本体上;以及将涂布有所述含锂化合物浆料的所述隔膜进行干燥而去除所述分散剂。在其中一个实施例中,所述干燥的温度为60℃~95℃。在其中一个实施例中,所述含锂化合物浆料中的所述含锂化合物和所述粘结剂的总质量百分数为20%~50%。一种电池,包括正极极片、负极极片、电池隔膜和电解液,所述电池隔膜设置在所述正极极片和所述负极极片之间并将所述正极极片和所述负极极片隔离,所述电解液浸润所述电池隔膜、所述正极极片和所述负极极片,所述电池隔膜为所述的电池隔膜或者为所述的制备方法制备得到的电池隔膜。本专利技术的电池隔膜通过在隔膜本体上添加含锂涂层形成,隔膜本体本身能够隔绝电子并使金属离子,如锂离子通过。含锂涂层中的含锂化合物具有较好的亲电解液性能,可提高电池的保液量。并且,相对于传统的陶瓷涂层的隔膜,本专利技术的含锂化合物形成的含锂涂层使得隔膜具有较好的锂离子扩散作用,能够提高电池的倍率性能。含锂化合物具有高的耐热性,能够提高电池的热稳定性。因此,通过在隔膜本体的表面进行含锂化合物的涂层改性后,可提高电池的保液量从而提高电池的充放电均匀性,改善电池的循环性能;可提高电池的耐热性从而对电池的安全性有改善作用;可提高离子扩散能力从而提升电池大电流充放电能力,提高电池的倍率性能。附图说明图1为本专利技术一实施例的电池隔膜的结构示意图;图2为本专利技术另一实施例的电池隔膜的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本专利技术的电池隔膜及其制备方法、以及具有该电池隔膜的电池进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。请参阅图1,本专利技术实施例提供一种电池隔膜,包括层叠设置的隔膜本体10和含锂涂层20,所述含锂涂层20中具有含锂化合物和粘结剂,所述含锂化合物在所述含锂涂层20中的质量分数为80%~98%。本专利技术实施例的电池隔膜通过在隔膜本体10上添加含锂涂层20形成,隔膜本体10本身能够隔绝电子并使金属离子,如锂离子通过。含锂涂层20中的含锂化合物具有较好的亲电解液性能,可提高电池的保液量。并且,相对于传统的陶瓷涂层的隔膜,本专利技术实施例的含锂化合物形成的含锂涂层20使得隔膜具有较好的锂离子扩散作用,能够提高电池的倍率性能。含锂化合物具有高的耐热性,能够提高电池的热稳定性。因此,通过在隔膜本体10的表面进行含锂化合物的涂层改性后,可提高电池的保液量从而提高电池的充放电均匀性,改善电池的循环性能;可提高电池的耐热性从而对电池的安全性有改善作用;可提高离子扩散能力从而提升电池大电流充放电能力,提高电池的倍率性能。隔膜在电池中的主要作用是使电池的正极极片与负极极片分隔开来,防止两极接触而短路,此外隔膜还具有能使电解质离子通过的功能,形成离子的移动通道,使电解质离子在正极极片和负极极片之间运动。在一实施例中,所述隔膜本体10可以为聚烯烃类隔膜,聚烯烃类隔膜机械强度高,使用寿命长,并且具有良好的耐电解液腐蚀性。所述聚烯烃类隔膜可以选自聚乙烯(PE)隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯(PE/PC)双层复合隔膜、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯(PE/PC/PE)三层复合隔膜和聚偏氟乙烯隔膜中的一种或多种。在一实施例中,所述含锂化合物为含锂无机物,含锂无机物的耐热性更强,有利于提高隔膜的使用寿命和电池的安全性能。所述含锂无机物可以选自锆酸锂(Li2ZrO3)、磷酸锂(Li3PO4)、铝酸锂(LiAlO2)、氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)、草酸锂(Li2C2O4)和硅酸锂(Li2SiO3)的一种或多种。粘结剂既具有粘结含锂涂层20组分,即将含锂化合物粘结为一体式涂层的作用,还具有粘结含锂涂层20和隔膜本体10的作用。在一实施例中,所述粘结剂可以选自聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)的一种或多种。在一实施例中,含锂化合物以颗粒状均匀分布在含锂涂层20中。含锂化合物的颗粒的形状可以为球形或无规则多边形。含锂化合物颗粒设置为球形有利于含锂化合物颗粒在含锂涂层20中的堆积。在含锂涂层20中,含锂化合物和粘结剂的质量比可以为(80~98):(2~20)。在该质量比范围内,使得含锂涂层20的结构稳定性好并使得含锂化合物能够更好发挥提高电池的保液量、提高电池的耐热性和提高离子扩散能力的作用。在一实施例中,该电池隔膜的总厚度可以为20μm~30μm,所述含锂涂层20的厚度可以为1μm~10μm。含锂涂层20的厚度可以根据电池容量和隔膜总厚度要求进行适应性调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池隔膜,其特征在于,包括层叠设置的隔膜本体(10)和含锂涂层(20),所述含锂涂层(20)中具有含锂化合物和粘结剂,所述含锂化合物在所述含锂涂层(20)中的质量分数为80%~98%。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜,其特征在于,包括层叠设置的隔膜本体(10)和含锂涂层(20),所述含锂涂层(20)中具有含锂化合物和粘结剂,所述含锂化合物在所述含锂涂层(20)中的质量分数为80%~98%。


2.根据权利要求1所述的电池隔膜,其特征在于,所述含锂化合物选自锆酸锂、磷酸锂、铝酸锂、氟化锂、碳酸锂、草酸锂和硅酸锂的一种或多种。


3.根据权利要求2所述的电池隔膜,其特征在于,所述隔膜本体(10)为聚烯烃类隔膜,所述粘结剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚偏氟乙烯的一种或多种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的电池隔膜,其特征在于,所述含锂化合物和所述粘结剂的质量比为(80~98):(2~20)。


5.根据权利要求1-3任一项所述的电池隔膜,其特征在于,所述含锂涂层(20)的厚度为1μm~10μm。


6.根据权利要求1-3任一项所述的电池隔膜,其特征在于,所述含锂涂层(20)设置在所述隔膜本体(10)的单侧或两侧。...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟宽吴西燚魏文飞邹十美
申请(专利权)人:珠海格力电器股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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