电池隔膜及其制作方法和电池技术

本申请公开了一种电池隔膜及其制作方法和电池，涉及电池技术领域。本申请的电池隔膜通过在隔膜基体上涂覆修饰层，修饰层中包含MnO

【技术实现步骤摘要】
电池隔膜及其制作方法和电池


[0001]本申请涉及电池
，具体而言，涉及电池隔膜及其制作方法和电池。

技术介绍

[0002]锂硫电池(LSB)因其高理论能量密度和高理论克容量的优势，而引起了广泛的关注。锂硫电池电化学反应过程涉及到固
‑
液
‑
固转化过程，其中，放电过程中液
‑
固转化过程，即短链LiPS(多硫化锂)向Li2S(硫化锂)转化过程；充电过程中，涉及固
‑
液转化过程，即Li2S分解过程。上述过程皆为速率控制步骤，其极大地制约着锂硫电池储能性能的提升，因此针对此反应过程的改进尤为重要。锂硫电池中常用的聚丙烯隔膜对醚类电解质的浸润特性较差，这阻碍了电化学反应界面的构建和离子的传质，导致现有的锂硫电池的电化学性能的提升受到较大限制。
[0003]鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供电池隔膜及其制作方法和电池。通过对电池隔膜的改进，提高了电池的电化学性能。
[0005]本申请是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请提供一种电池隔膜，包括：
[0007]隔膜基体；
[0008]修饰层，涂覆于隔膜基体表面，修饰层中包含MnO
‑
Ni2P/C复合材料。
[0009]在可选的实施方式中，隔膜基体的厚度为20～30μm。
[0010]在可选的实施方式中，修饰层的厚度为10～15μm。
[0011]在可选的实施方式中，MnO
‑
Ni2P/C复合材料中Mn和Ni的摩尔比为2～2.5:1。
[0012]在可选的实施方式中，修饰层中还包含导电剂和粘结剂。
[0013]在可选的实施方式中，MnO
‑
Ni2P/C复合材料、导电剂以及粘结剂的质量比为4
‑
8:2
‑
4:1；进一步的，质量比为6:3:1。
[0014]在可选的实施方式中，导电剂为炭黑，和/或，粘结剂为聚偏二氟乙烯。
[0015]第二方面，本申请提供前述实施方式中任一项的电池隔膜的制作方法，包括：
[0016]将含有锰源、镍源的金属源溶液与柠檬酸钾溶液混合，蒸发结晶以得到前驱体材料；
[0017]对前驱体材料进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni/C复合材料；
[0018]将MnO
‑
Ni/C复合材料与次亚磷酸钠在保护气体氛围下进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni2P/C复合材料；
[0019]使用MnO
‑
Ni2P/C复合材料制备浆料，将浆料涂覆于隔膜基体上，并进行干燥，以得到电池隔膜。
[0020]在可选的实施方式中，锰源为硝酸锰，镍源为硝酸镍。
[0021]在可选的实施方式中，将含有锰源、镍源的金属源溶液与柠檬酸钾溶液混合，蒸发结晶以得到前驱体材料的步骤，包括：
[0022]将硝酸锰溶液与六水合硝酸镍在水中溶解，以得到第一溶液；
[0023]将第一溶液滴加到柠檬酸钾溶液中，并在常温下搅拌以得到混合溶液；
[0024]对混合溶液进行水浴加热，以蒸发结晶得到前驱体材料。
[0025]在可选的实施方式中，对前驱体材料进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni/C复合材料的步骤，包括：
[0026]在保护气体氛围下，将前驱体材料加热至180～250℃，保温0.5～1.5h；
[0027]随后升温至750～850℃，保温1.5～3h；
[0028]随后降温至450～550℃，然后随炉冷却至室温；
[0029]对煅烧产物进行洗涤、干燥，以得到MnO
‑
Ni/C复合材料。
[0030]在可选的实施方式中，将MnO
‑
Ni/C复合材料与次亚磷酸钠在保护气体氛围下进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni2P/C复合材料的步骤，包括：
[0031]将MnO
‑
Ni/C复合材料与次亚磷酸钠置于加热炉中，并向加热炉中通入保护气体，沿保护气体的流通方向，次亚磷酸钠位于MnO
‑
Ni/C复合材料的上游；
[0032]控制加热炉升温至350～400℃并保温2.5～3.5h；
[0033]随炉冷却至室温，以得到MnO
‑
Ni2P/C复合材料。
[0034]在可选的实施方式中，使用MnO
‑
Ni2P/C复合材料制备浆料，将浆料涂覆于隔膜基体上，并进行干燥，以得到电池隔膜的步骤，包括：
[0035]将MnO
‑
Ni2P/C复合材料、导电剂以及粘结剂混合并研磨，以得到混合物；
[0036]将混合物与分散剂混合，以得到浆料；
[0037]将浆料涂覆于隔膜基体上，并在50～70℃下干燥3～8h，以得到电池隔膜。
[0038]在可选的实施方式中，分散剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0039]第三方面，本申请提供一种电池，包括壳体、电芯和电解质，电芯和电解质置于壳体内；电芯包括层叠设置的正极片、电池隔膜和负极片，电芯中的电池隔膜为前述第一方面中任一项的电池隔膜或前述第二方面中任一项的制作方法制得的电池隔膜。
[0040]在可选的实施方式中，电池隔膜上的修饰层朝向正极片。
[0041]本申请具有以下有益效果：
[0042]本申请实施例提供的电池隔膜，通过在隔膜基体上涂覆修饰层，修饰层中包含MnO
‑
Ni2P/C复合材料，提升了短链LiPS和Li2S的氧化还原速率，改善Li2S成核状况及Li2S分解状况，并改善隔膜基体与电解质浸润特性差的问题，从而实现高LiPS利用率，提升了电池电化学性能。
[0043]本申请实施例提供的电池隔膜的制作方法用于制作上述的电池隔膜；本申请实施例提供的电池包括上述电池隔膜或上述制作方法制得的电池隔膜，因此具有较佳的电化学性能。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0045]图1为本申请一种实施例中电池隔膜的示意图；
[0046]图2为本申请一种实施例中电池隔膜的制作方法的流程图。
[0047]主要元件符号说明：100
‑
电池隔膜；110
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隔膜基体；120
‑
修饰层。
具体实施方式
[0048]由于现有技术中锂硫电池中常用的聚丙烯隔膜对醚类电解质的浸润特性较差，这阻碍了电化学反应界面的构建和离子的传质，导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜，其特征在于，包括：隔膜基体；修饰层，涂覆于所述隔膜基体表面，所述修饰层中包含MnO
‑
Ni2P/C复合材料。2.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述隔膜基体的厚度为20～30μm。3.根据权利要求2所述的电池隔膜，其特征在于，所述修饰层的厚度为10～15μm。4.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述MnO
‑
Ni2P/C复合材料中Mn和Ni的摩尔比为2～2.5:1。5.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述修饰层中还包含导电剂和粘结剂；所述MnO
‑
Ni2P/C复合材料、所述导电剂以及所述粘结剂的质量比为4
‑
8:2
‑
4:1。6.权利要求1
‑
5中任一项所述的电池隔膜的制作方法，其特征在于，包括：将含有锰源、镍源的金属源溶液与柠檬酸钾溶液混合，蒸发结晶以得到前驱体材料；对所述前驱体材料进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni/C复合材料；将所述MnO
‑
Ni/C复合材料与次亚磷酸钠在保护气体氛围下进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni2P/C复合材料；使用所述MnO
‑
Ni2P/C复合材料制备浆料，将所述浆料涂覆于隔膜基体上，并进行干燥，以得到所述电池隔膜。7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述锰源为硝酸锰，所述镍源为硝酸镍；将含有锰源、镍源的金属源溶液与柠檬酸钾溶液混合，蒸发结晶以得到前驱体材料的步骤，包括：将硝酸锰溶液与六水合硝酸镍在水中溶解，以得到第一溶液；将所述第一溶液滴加到柠檬酸钾溶液中，并在常温下搅拌以得到混合溶液；对所述混合溶液进行水浴加热，以蒸发结晶得到所述前驱体材料。8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，对所述前驱体材料进行煅烧，以得到MnO
‑
Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：司煜，董英男，张继宗，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：