一种复合隔膜及其制备方法和卷绕电池技术

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膜及其制备方法和卷绕电池。一种复合隔膜，其特征在于，包括基膜以及设置于基膜至少一表面的纤维素涂层，所述纤维素涂层中设置有纤维素球。本发明专利技术的一种复合隔膜，复合隔膜中具有纤维素球，纤维素球能够承受和缓冲卷绕电芯折痕处的压力，纤维素球具有丰富的孔隙，能够保持电解液的流通，避免电芯析锂。避免电芯析锂。避免电芯析锂。

【技术实现步骤摘要】
一种复合隔膜及其制备方法和卷绕电池


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

技术介绍

[0002]锂离子电池因其具有高的能量密度、高的体积密度和可重复使用等特性而备受关注。随着电池技术及材料的发展，电池的形状结构也衍发出许多不同的结构，早期电池一开始进行研发制造时就是以圆柱型进行设计制造。这种电池使用最广泛，像18650锂离子电池，26650锂离子电池等。像早期的笔记本电脑电池一般由8个18650电池组成。后面慢慢有了方形锂离子电池、扣式锂离子电池、异形锂离子电池和软包电池，这些电池的不同的形态有着各自的优势，被应用于各个领域中。而软包电池软包电池因为采用了叠加和卷绕的制造方式，所以体积更加纤薄，能量密度最高，这也比较受3C类消费电池的青睐。叠片制备的电芯具有更高的能量密度，但是其工艺复杂，生产效率低，所以制造厂家都倾向于使用卷绕技术制备电芯。
[0003]而卷绕制备的电芯其折痕出受到的应力更大，如图1所示，容易导致电解液断液，电解液无法浸润，造成电芯析锂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合隔膜，复合隔膜中具有纤维素球，纤维素球能够承受和缓冲卷绕电芯折痕处的压力，纤维素球具有丰富的孔隙，能够保持电解液的流通，避免电芯析锂。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种复合隔膜，包括基膜以及设置于基膜至少一表面的纤维素涂层，所述纤维素涂层中设置有纤维素球。
[0007]优选地，所述纤维素球的粒径为50nm～300nm。
[0008]优选地，所述纤维素球的孔隙率为60％～85％。
[0009]优选地，所述纤维素涂层的厚度为80～100μm。
[0010]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合隔膜的制备方法，采用喷雾处理冷冻干燥得到纤维素球，将纤维素球与湿润剂和粘结剂混合制得涂层浆料，将涂层浆料涂覆至基膜得到复合隔膜。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种复合隔膜的制备方法，包括以下制备步骤：
[0013]步骤S1、将纤维素加入离子液体混合搅拌得到处理液；
[0014]步骤S2、将处理液喷雾至光滑的承载板上面，水雾处理，冷冻干燥得到纤维素球；
[0015]步骤S3、将润湿剂和溶剂混合得到第一混合液；
[0016]步骤S4、将纤维素球加入第一混合液搅拌分散，将粘结剂加入第一混合液搅拌分
散得到涂层浆料；
[0017]步骤S5、将涂层浆料涂覆于基膜至少一表面，干燥形成纤维素涂层，得到复合隔膜。
[0018]优选地，所述步骤S1中处理液的固体含量为0.2％～8％。
[0019]优选地，所述纤维素球、粘结剂、润湿剂的重量份数比90～98:2～8:0.2～3。
[0020]优选地，所述步骤S4中涂层浆料的固体含量为0.5～6％。
[0021]优选地，所述步骤S4中冷冻干燥的温度是5～15℃，冷冻干燥时间为2～10分钟。
[0022]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种卷绕电池，具有良好的电解液保持率，不易析锂，循环性能好。
[0023]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术文案：
[0024]一种卷绕电池，包括上述的复合隔膜。
[0025]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种复合隔膜，复合隔膜中具有纤维素球，纤维素球能够承受和缓冲卷绕电芯折痕处的压力，纤维素球具有丰富的孔隙，能够保持电解液的流通，避免电芯析锂。
附图说明
[0026]图1是卷绕式电芯的力学及膨胀位移分析图。
[0027]图2是本专利技术的纤维素球以及内部的放大示意图。
[0028]图3是本专利技术的复合隔膜的结构示意图。
[0029]图4是本专利技术的复合隔膜与现有技术隔膜的保液率对比示意图。
[0030]图5是本专利技术的复合隔膜与现有技术隔膜经过400次循环充放电后的界面示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施方式和说明书附图，对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0032]一种复合隔膜，包括基膜以及设置于基膜至少一表面的纤维素涂层，所述纤维素涂层中设置有纤维素球。
[0033]本专利技术的一种复合隔膜，复合隔膜中具有纤维素球，纤维素球能够承受和缓冲卷绕电芯折痕处的压力，纤维素球具有丰富的孔隙，能够保持电解液的流通，避免电芯析锂。
[0034]在一些实施例中，所述纤维素球的粒径为50nm～300nm。纤维素球的粒径为50nm～100nm、100nm～150nm、150nm～200nm、200nm～300nm，具体地，纤维素球的粒径为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm。
[0035]在一些实施例中，所述纤维素球的孔隙率为60％～85％。纤维素球的孔隙率为60％～70％、70％～85％，优选地，纤维素球的孔隙率为60％、62％、64％、65％、68％、70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％。
[0036]在一些实施例中，所述纤维素涂层的厚度为80～100μm。优选地，纤维素涂层的厚度为80μm、85μm、89μm、90μm、94μm、96μm、98μm、100μm。纤维素涂层具有一定的厚度，使涂层兼具粘结性以及功能性，能够承受压力的同时保持孔隙的导通。
[0037]本专利技术的一种复合隔膜的制备方法，采用喷雾处理冷冻干燥得到纤维素球，将纤维素球与湿润剂和粘结剂混合制得涂层浆料，将涂层浆料涂覆至基膜得到复合隔膜。
[0038]具体地，本专利技术的一种复合隔膜的制备方法，包括以下制备步骤：
[0039]步骤S1、将纤维素加入离子液体混合搅拌得到处理液；
[0040]步骤S2、将处理液喷雾至光滑的承载板上面，水雾处理，冷冻干燥得到纤维素球；
[0041]步骤S3、将润湿剂和溶剂混合得到第一混合液；
[0042]步骤S4、将纤维素球加入第一混合液搅拌分散，将粘结剂加入第一混合液搅拌分散得到涂层浆料；
[0043]步骤S5、将涂层浆料涂覆于基膜至少一表面，干燥形成纤维素涂层，得到复合隔膜。
[0044]纤维素球再生出来的天然高分子微球材料，具有无毒、可生物降解、电化学性能稳定等优良性能，并以粒径小、孔隙率高、网状结构等独特的结构成为各大领域的研究热点之一，纤维素球的制备技术也日趋成熟，应用范围不断拓展。纤维素球主要有以下制备方法：乳化固化法、喷雾相转换冷冻干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合隔膜，其特征在于，包括基膜以及设置于基膜至少一表面的纤维素涂层，所述纤维素涂层中设置有纤维素球。2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述纤维素球的粒径为50nm～300nm。3.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，所述纤维素球的孔隙率为60％～85％。4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述纤维素涂层的厚度为80～100μm。5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤S1、将纤维素加入离子液体混合搅拌得到处理液；步骤S2、将处理液喷雾至光滑的承载板上面，水雾处理，冷冻干燥得到纤维素球；步骤S3、将润湿剂和溶剂混合得到第一混合液；步骤S4、将纤维素球加入第一混合液搅拌分散，...

【专利技术属性】
技术研发人员：符宽，周家乐，赖旭伦，孙先维，杨润，
申请(专利权)人：惠州锂威电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：