一种补锂复合隔膜的制备方法技术

一种补锂复合隔膜的制备方法，用于锂离子电池制造。补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。组装成锂离子电池后，本发明专利技术补锂复合隔膜中的补锂层置于面向锂离子电池负极极片的一侧，涂胶层置于面向锂离子电池正极极片的一侧，首次充电时，补锂层中无机锂盐的锂离子沉积在负极表面形成SEI膜，涂胶层与极片在整形的作用下接触紧密，可有效提升SEI膜稳定性、首次充放电效率，以及电芯循环性能。

A preparation method of lithium supplement composite diaphragm

【技术实现步骤摘要】
一种补锂复合隔膜的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其是一种补锂复合隔膜的制备方法。
技术介绍
电化学能源是目前缓解能源短缺和环境污染压力等问题的解决方案之一，在众多化学电源中，锂离子电池因其具有高工作电压、高能量密度、长循环寿命、低自放电率、无污染等优势，受到人们越来越多的关注。隔膜作为锂离子电池的构成之一，是阻断正负极直接接触的隔离膜，也是锂离子迁移的通道，电池的性能与隔膜的设计有很大的相关性。碳材料是目前已经完全商业化的锂离子电池负极材料，经过多年的发展，其克容量发挥已经被开发至接近理论值水平，无法进一步满足高能量密度电池的要求。因此，大量的新型负极材料，如纳米硅、碳复合负极、氧化亚硅和碳复合负极等受到广泛关注与应用。但锂离子电池负极材料在首次充电过程中会消耗部分由正极材料迁移到负极的锂离子，生成SEI（固态电解质）膜，这种不可逆反应导致电池首次充放电效率（首效）偏低。而且，在循环充放电过程中，锂离子不断消耗，用来补充SEI膜，造成锂离子电池可逆容量下降，循环性能衰减快。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的专利技术目的在于提供一种补锂复合隔膜的制备方法，用于锂离子电池中，可提高锂离子电池的充放电性能及首次充放电效率，实现电芯倍率性能和循环性能的提升。为实现上述专利技术目的，本专利技术的补锂复合隔膜包括基膜层、涂胶层和补锂层；补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。所述补锂复合隔膜用于锂离子电池制备时，补锂层置于面向锂离子电池负极极片的一侧，涂胶层置于面向锂离子电池正极极片的一侧；所述涂胶层的厚度为0.2~5μm；补锂层的厚度为0.5~10μm。所述基膜层为聚乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯无纺布基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）复合基膜层、聚酰亚胺基膜、聚酰亚胺无纺布基膜中的一种；所述基膜层厚度为6~30μm。所述涂胶层胶液的制备方法是将涂胶层粉体加入溶剂中，在20~65℃的温度下混合均匀得到涂胶层胶液，涂胶层胶液固含量为1%~40%。进一步地，所述涂胶层粉体为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）中的一种。进一步地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）和去离子水中的一种。所述补锂浆料的制备方法是将无机锂盐加入溶剂中，在20~65℃的温度下搅拌0.2~1h混合均匀后，加入粘结剂，继续搅拌0.5~3h混合均匀，得到补锂浆料；所述无机锂盐含量为10%~80%；粘结剂含量为0~40%；补锂浆料固含量为10%~80%。进一步地，所述无机锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氟化锂、硫酸锂无机锂盐中的一种或几种。进一步地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。进一步地，所述补锂浆料的溶剂为去离子水、NMP中的一种。与现有技术相比，本专利技术通过在隔膜基膜层上涂覆涂胶层和补锂层，用于锂离子电池时，在首次充电过程中，补锂层中无机锂盐的锂离子沉积在负极表面形成SEI（固体电解质）膜，可有效提升SEI膜的稳定性、电芯的循环性能以及首次充放电效率，实现电芯倍率性能和能量密度的提高，涂胶层与极片在整形的作用下接触紧密，可缩短锂离子的迁移路径，提升电池的倍率充电性能。具体实施方式本专利技术所提供的一种补锂复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：第一步，制备涂胶层胶液：将涂胶层粉体加入溶剂中，在20~65℃温度下混合均匀得到涂胶层胶液，胶液固含量为1~40%；涂胶层粉体为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）中的一种；溶剂为NMP（N-甲基吡咯烷酮）、去离子水中的一种。第二步，制备补锂浆料：将无机锂盐加入溶剂中，在20~65℃温度下搅拌0.2~1h混合均匀后，加入粘结剂，继续搅拌0.5~3h混合均匀，得到补锂浆料；其中，无机锂盐含量为10%~80%，粘结剂含量为0~40%，补锂浆料的固含量为10%~80%；所述无机锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氟化锂、硫酸锂无机锂盐中的一种或几种；所述溶剂为去离子水、NMP中的一种；所述粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。第三步，涂布：将第一步制得的涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将第二步制得的补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。涂胶层的厚度为0.2~5μm，补锂层厚度为0.5~10μm，优选的，补锂层与涂胶层的厚度比为1:1，在基膜层两侧设置相同厚度的涂覆层，可避免隔膜受力不均，提高产品的加工性能；基膜层为聚乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯无纺布基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）复合基膜、聚酰亚胺基膜、聚酰亚胺无纺布基膜中的一种；所述基膜层厚度为6~30μm。在锂离子电池的制备过程中，将锂离子电池正极片、负极片与本专利技术所制备的补锂复合隔膜组装，组装过程时，补锂层所在的一侧与负极片接触，涂胶层所在的一侧与正极片接触，经过整形、烘烤、注入电解液后，再进行化成、分容，得到锂离子电池。实施例一：第一步，制备涂胶层胶液：将80g聚偏氟乙烯（PVDF）粉体加入920gN-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂中，在60℃下混合搅拌均匀后，得到涂胶层胶液；第二步，制备补锂浆料：将200gLiOH（氢氧化锂）加入700g去离子水溶剂中搅拌20min后，加入100g丁苯橡胶（SBR），继续搅拌2h，混合均匀，得到补锂浆料；第三步，涂布：将第一步制得的涂胶层胶液涂布在厚度为12μm的聚乙烯基膜层的一侧，涂布厚度为2μm，经过温度设定为80℃的烘箱烘干后，将第二步制得的补锂浆料涂布在聚乙烯基膜层的另一侧，补锂层的厚度为2μm，经过温度设定为60℃的烘箱内烘干，得到一种补锂复合隔膜。实施例二：第一步，制备涂胶层胶液：将200g聚丙烯晴（PAN）粉体加入800g去离子水中，在60℃下混合搅拌均匀得到涂胶层胶液；第二步，制备补锂浆料：将100gLi2CO3（碳酸锂）加入700g去离子水溶剂中搅拌30min后，加入200g羧甲基纤维素钠（CMC），继续搅拌3h，混合均匀得到补锂浆料；第三步，涂布：将第一步制得的涂胶层胶液涂布在厚度为12μm的聚丙烯基膜层的一侧，涂布厚度1μm，经过温度设定为80℃的烘箱烘干后，将第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种补锂复合隔膜的制备方法，其特征在于：补锂复合隔膜包括基膜层、涂胶层和补锂层；补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种补锂复合隔膜的制备方法，其特征在于：补锂复合隔膜包括基膜层、涂胶层和补锂层；补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。


2.根据权利要求1所述的一种补锂复合隔膜的制备方法，其特征在于：所述补锂复合隔膜用于锂离子电池制备时，补锂层置于面向锂离子电池负极极片的一侧，涂胶层置于面向锂离子电池正极极片的一侧；所述涂胶层的厚度为0.2~5μm；所述补锂层的厚度为0.5~10μm。


3.根据权利要求1所述的一种补锂复合隔膜的制备方法，其特征在于：所述基膜层为聚乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯无纺布基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）复合基膜、聚酰亚胺基膜、聚酰亚胺无纺布基膜中的一种；所述基膜层厚度为6~30μm。


4.根据权利要求1所述的一种补锂复合隔膜的制备方法，其特征在于：所述涂胶层胶液的制备方法是将涂胶层粉体加入溶剂中，在20~65℃的温度下混合均匀得到涂胶层胶液，涂胶层胶液固含量为1%~40%。


5.根据权利要求4所述的涂胶层胶液制备方法，其特征在于：所述涂胶层粉体为聚偏氟乙烯（...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永涛，张柳，邱扬，康书文，
申请(专利权)人：湖北猛狮新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42