一种复合隔离膜及其制备方法和二次电池技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种复合隔离膜及其制备方法和二次电池。该复合隔离膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、二氧化钛分散液的制备：将含钛化合物溶解在碱性溶液中，加热，反应得到二氧化钛分散液；步骤S2、将二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质混合，搅拌得到复合固态电解质分散液，将复合固态电解质分散液涂覆于基膜至少一表面，干燥形成固态电解质膜，得到复合隔离膜。本发明专利技术的复合隔离膜的制备方法，将固态电解质和二氧化钛结合，使制备出的隔离膜兼具热稳定性和电化学稳定性，锂离子传输性能更好。锂离子传输性能更好。

【技术实现步骤摘要】
一种复合隔离膜及其制备方法和二次电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种复合隔离膜及其制备方法和二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池目前已经在数码产品、动力及储能等领域得到广泛应用，目前商业化锂离子电池主要采用PE、PP隔膜在130度高温下开始融化、收缩，使得正负极大面积接触，电池的放热加剧，引起电池的热失控，导致安全问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于，提供一种复合隔离膜的制备方法，解决现有技术中隔离膜受热易收缩短路，短路时容易发生剧烈反应，引起严重热失控和严重安全事故的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种复合隔离膜的制备方法，包括以下制备步骤：
[0006]步骤S1、二氧化钛分散液的制备：将含钛化合物溶解在碱性溶液中，加热至一定温度，反应得到二氧化钛分散液；
[0007]步骤S2、将二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质混合，搅拌得到复合固态电解质分散液，将复合固态电解质分散液涂覆于基膜至少一表面，干燥形成固态电解质膜，得到复合隔离膜。
[0008]优选地，所述二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质的重量份数比为60～90:0.01～2:0.1～5。
[0009]优选地，所述步骤S1中含钛化合物与碱性溶液的重量份数比为0.1～6:0.2～8。
[0010]优选地，所述碱性溶液的酸碱度为10～14，加热得到的温度为100～140℃。
[0011]优选地，所述固态电解质为钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质、石榴石型电解质、NASICON型电解质和LISICON型电解质中的一种或多种。
[0012]优选地，所述钙钛矿型电解质为Li
3x
La
2/3
‑
x
TiO3，其中，0.02<x<0.25。
[0013]其中，所述反钙钛矿型电解质为Li3‑
y
(OH
y
)Cl、Li3‑
y
(OH
y
)Br和Li3‑
y
(OH
y
)I中的至少一种，其中，0.8<y<2。
[0014]其中，所述石榴石型电解质选自掺杂或未掺杂的锂镧锆氧电解质，其中，所述掺杂元素选自Al、Ga、Fe、Ge、Ca、Ba、Sr、Y、Nb、Ta、W、Sb元素中的至少一种；优选地，所述石榴石型电解质选自Li7‑
z
La3Zr2‑
z
Ta
z
O
12
、Li7‑
z
La3Zr2‑
z
Nb
z
O
12
和Li7‑
z
La3Zr2‑
z
Al
z
O
12
中的至少一种，其中，0≤z≤0.8。
[0015]其中，所述NASICON型电解质选自Li
1+x
Ti2‑
x
M
x
(PO4)3、Li
1+x
Ge2‑
x
M
x
(PO4)3中的至少一种，其中，0.1≤x≤0.6，M＝Al、Cr、Ga、Fe、Sc、In、Lu、Y或La；更优选的，选自Li
1+x
Ti2‑
x
Al
x
(PO4)3(LATP)或Li
1+x
Ge2‑
x
Al
x
(PO4)3(LAGP)中的至少一种，其中，0.1≤x≤0.6。
[0016]其中，所述LISICON型电解质为Li4‑
m
Ge1‑
m
P
m
S4(0.2<m<0.8)。
[0017]本专利技术的目的之二在于：提供一种复合隔离膜，具有良好的热稳定性、离子传导性和安全性。
[0018]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0019]一种复合隔离膜，其特征在于，由权利要求1
‑
4中任一项所述的复合隔离膜的制备方法得到。
[0020]优选地，包括基膜和设置于基有膜至少一表面的固态电解质膜，所述固态电解质膜的厚度为0.1～2μm，基膜的厚度为5～12μm。
[0021]优选地，所述复合隔离膜的热闭孔温度为110～140℃，热收缩率为0.5～10％，针刺强度为800～1200gf、剥离强度为20～100N/m。
[0022]本专利技术的目的之三在于：提供一种二次电池，具有良好的耐高温性能和循环性能。
[0023]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0024]一种二次电池，包括上述的复合隔离膜。
[0025]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的复合隔离膜的制备方法，使用二氧化钛和固态电解质混合制备而成，具有很好的热稳定性，分散温度大于600摄氏度，大大提高隔离膜受到收缩的温度，提高热稳定性。而且，使用含钛化合物和碱性溶液进行反应制备得到的二氧化钛分散液，制备得到的二氧化钛分散液具有较长的长径比，与固态电解质和粘结剂混合时，能够相互交缠，易于形成自支撑结构，增加底涂韧性和强度，高温下也能发挥支撑作用，防止隔膜收缩，同时，提高一定的锂离子传导性，使制备出的复合隔离膜兼具有良好的热稳定性、锂离子传输性能和电化学稳定性。
具体实施方式
[0026]1、一种复合隔离膜的制备方法，将固态电解质和二氧化钛结合，兼具热稳定性和电化学稳定性，锂离子传输性能更好。
[0027]一种复合隔离膜的制备方法，包括以下制备步骤：
[0028]步骤S1、二氧化钛分散液的制备：将含钛化合物溶解在碱性溶液中，加热至一定温度，反应得到二氧化钛分散液；
[0029]步骤S2、将二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质混合，搅拌得到复合固态电解质分散液，将复合固态电解质分散液涂覆于基膜至少一表面，干燥形成固态电解质膜，得到复合隔离膜。
[0030]本专利技术的复合隔离膜的制备方法，将固态电解质和粘结剂分散在预制好的二氧化钛纳米管分散液中。通过微凹辊涂布机将分散液涂在的隔膜表面，形成复合涂层。其中，使用二氧化钛和固态电解质混合制备而成，具有很好的热稳定性，分散温度大于600摄氏度，大大提高隔离膜受到收缩的温度，提高热稳定性。而且，使用含钛化合物和碱性溶液进行反应制备得到的二氧化钛分散液，制备得到的二氧化钛分散液具有较长的长径比，与固态电解质和粘结剂混合时，能够相互交缠，易于形成自支撑结构，增加底涂韧性和强度，增加外物破坏电极的难度，高温下也能发挥支撑作用，防止隔膜收缩，同时，提高一定的锂离子传导性，使制备出的复合隔离膜兼具有良好的热稳定性、锂离子传输性能和电化学稳定性。而且二氧化钛使用本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合隔离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将含钛化合物溶解在碱性溶液中，加热，反应得到二氧化钛分散液；步骤S2、将二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质混合，搅拌得到复合固态电解质分散液，将复合固态电解质分散液涂覆于基膜至少一表面，干燥形成固态电解质膜，得到复合隔离膜。2.根据权利要求1所述的复合隔离膜的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛分散液、粘结剂和固态电解质的重量份数比为60～90:0.01～2:0.1～5。3.根据权利要求1或2所述的复合隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中含钛化合物与碱性溶液的重量份数比为0.1～6:0.2～8。4.根据权利要求1所述的复合隔离膜的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的酸碱度为10～14，加热得到的温度为100～140℃。5.根据权利要求1所述的复合隔离膜的制备方法，其特征在于，所述固态电解质为钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质、石榴石型电解质、NASICON型电解质和LISICO...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明清，
申请(专利权)人：浙江锂威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：