本申请公开了一种隔膜涂覆材料、复合隔膜、电化学装置和用电装置。隔膜涂覆材料包括质量比为1:1～10的复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末的功能材料粉末；复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末的金属分别选自锂、钛、钙、镁、铝、铁、钴、镍、镓、锰中的任意两种或多种，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末中的金属元素相同。复合金属氢氧化物在高温下能够吸热生成复合金属氧化物破坏层状结构，增加复合隔膜的孔隙率，降低复合隔膜的透气增值，保证电池吸液率；提高复合隔膜的阻燃特性、耐热性能和安全性；复合金属氧化物可吸水恢复为层状结构的复合金属氢氧化物，功能材料粉末具有的机械强度能够提高复合隔膜的抗穿刺性能。膜的抗穿刺性能。膜的抗穿刺性能。
【技术实现步骤摘要】
隔膜涂覆材料、复合隔膜、电化学装置和用电装置
[0001]本申请属于锂离子电池
，尤其涉及一种隔膜涂覆材料、复合隔膜、电化学装置和用电装置。
技术介绍
[0002]随着全球动力电池市场的加速扩张，电池的安全性问题日益凸显。一般来说，锂离子电池出现安全问题的表现为燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控。除此之外，一些外部因素，如过充、火源、挤压、穿刺、短路也会导致电池的安全性问题。商业化锂离子电池隔膜通常为聚乙烯膜和聚丙烯膜，无机陶瓷涂覆在提升基膜性能上具有两大优势：
[0003](1)提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度；
[0004](2)提高耐穿刺能力，防止电池长期循环锂枝晶刺穿隔膜引发的短路。
[0005]但现有的商业化陶瓷隔膜存在耐热性能和抗穿刺能力均较差，以及隔膜经无机陶瓷涂覆后透气增值过高的问题。
技术实现思路
[0006]为了提高锂离子电池的安全性和热控制性能，本申请实施例提供一种隔膜涂覆材料，能够利用隔膜涂覆材料中的复合金属氢氧化物和复合金属氧化物提高复合隔膜的耐热性能和抗穿刺能力，以提升锂离子电池的安全性和热控制性能；并降低透气增值，改善隔膜经无机陶瓷涂覆后透气增值过高的问题。
[0007]第一方面，本申请提供一种隔膜涂覆材料，包括功能材料粉末，功能材料粉末包括质量比为1：1～10的复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末；其中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末中的金属分别选自锂、钛、钙、镁、铝、铁、钴、镍、镓、锰中的任意两种或多种，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末中的金属元素相同。
[0008]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末中的复合金属分别选自铁、锂、镍、镁、铝中的任意两种。
[0009]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末的质量比为1∶1～5。
[0010]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末包含化合价不同的两种金属元素，其中，具有较高化合价的金属元素与具有较低化合价的金属元素的摩尔比为1∶1～1∶9。
[0011]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末包含镁和铝两种金属元素，其中，镁元素与铝元素的摩尔比为7∶3～8∶2。
[0012]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末包含镍和铁两种金属元素，其中，镍元素与铁元素的摩尔比为2.5∶1～4.9∶1。
[0013]在本申请一实施例中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末包含锂和铝
两种金属元素，其中，锂元素与铝元素的摩尔比为3∶1～5.7∶1。
[0014]在本申请一实施例中，功能材料粉末的中值粒径D
50
为0.2微米～1.0微米，功能材料粉末的中值粒径D
50
为0.3微米～0.8微米。
[0015]在本申请一实施例中，隔膜涂覆材料还包括粘结剂，其中，功能材料粉末与粘结剂的质量比为100∶5.56～50。
[0016]在本申请一实施例中，隔膜涂覆材料还包括助剂。
[0017]在本申请一实施例中，功能材料粉末、粘结剂和助剂的质量比为100∶5.56～50∶1.11～11.11。
[0018]在本申请一实施例中，粘结剂选自聚偏氟乙烯、锂化聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氨酯树脂、丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠中的任意一种或其组合。
[0019]在本申请一实施例中，助剂选自海藻酸钠、十二烷基硫酸钠、2
‑
羧乙基苯基次磷酸或其组合。
[0020]第二方面，本申请提供了一种复合隔膜，包括：
[0021]基膜；
[0022]设于基膜至少一侧面的复合涂层，复合涂层至少包含前述的隔膜涂覆材料。
[0023]在本申请一实施例中，基膜选自聚乙烯膜、聚丙烯膜或其组合形成的复合隔膜。
[0024]在本申请一实施例中，基膜的厚度为5微米～20微米。
[0025]在本申请一实施例中，基膜的孔隙率为20％～60％。
[0026]在本申请一实施例中，复合涂层中沿复合涂层厚度方向复合金属氢氧化物的厚度为5纳米～500纳米，优选为5纳米～200纳米。
[0027]在本申请一实施例中，复合涂层的厚度为1微米～5微米，优选为2微米～3微米。
[0028]第三方面，本申请提供了一种上述的复合隔膜的制备方法，方法包括：
[0029]提供基膜和隔膜涂覆材料以及溶剂；
[0030]按照100：5.56～66.67的质量比将隔膜涂覆材料分散于溶剂中，得到涂覆浆料；
[0031]将涂覆浆料均匀的涂覆在基膜的至少一个侧面，得到涂覆隔膜；
[0032]将涂覆隔膜水洗、烘干，得到复合隔膜。
[0033]在本申请一实施例中，提供基膜和隔膜涂覆材料以及溶剂的步骤包括：
[0034]将复合金属氢氧化物和复合金属氧化物按照1：1～10质量比混合并高速球磨，得到功能材料粉末。
[0035]在本申请一实施例中，按照100：5.56～66.67的质量比将隔膜涂覆材料分散于溶剂中，得到涂覆浆料的步骤中涂覆浆料的pH值为5～10。
[0036]在本申请一实施例中，溶剂选自二甲苯、N，N
‑
二甲基甲酰胺、N，N
‑
二甲基乙酰胺、乙醇、乙二醇或其组合。
[0037]在本申请一实施例中，将涂覆浆料均匀的涂覆在基膜的至少一个侧面，得到涂覆隔膜的步骤，包括：
[0038]采用辊涂工艺或喷涂工艺在基膜的一个侧面或两个侧面涂覆厚度为1微米～5微米的涂覆浆料。
[0039]在本申请一实施例中，将涂覆隔膜水洗、烘干，得到复合隔膜的步骤包括：
[0040]将涂覆隔膜水洗5分钟～60分钟；
[0041]将水洗完成后的涂覆隔膜在50℃～100℃下烘干，得到复合隔膜。
[0042]第三方面，本申请提供了一种电化学装置，电化学装置包括：
[0043]上述的复合隔膜。
[0044]第四方面，本申请的实施例还提供一种用电装置，用电装置包括上述的电化学装置。
[0045]本申请实施例的隔膜涂覆材料，含有复合金属氧化物粉末和复合金属氢氧化物粉末，能够形成基膜表面的复合涂层，利用复合金属氢氧化物粉末良好的阻燃特性，能够防止制得的复合隔膜在高温下熔断；呈层状结构的复合金属氢氧化物在高温下能够吸收热量生成复合金属氧化物，进一步提高制备的复合隔膜的阻燃特性和安全性，提升复合隔膜的耐热性能；同时，复合金属氢氧化物的有序层状结构和复合金属氧化物均具有很高的机械强度，能够提高复合隔膜的抗穿刺性能，提高电池的安全性；生成的复合金属氧化物破坏复合金属氢氧化物的有序层状结构，使复合隔膜的孔隙率增加，降低复合隔膜的透气增值，保证电池吸液率；在电池中含有水分时，复合隔膜中的复合金属氧化物能够吸水恢复为有序层状结构的复合金属氢氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隔膜涂覆材料，其特征在于，包括功能材料粉末，所述功能材料粉末包括质量比为1:1～10的复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末；其中，复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末中的金属分别选自锂、钛、钙、镁、铝、铁、钴、镍、镓、锰中的任意两种或多种，所述复合金属氢氧化物粉末和所述复合金属氧化物粉末中的金属元素相同。2.根据权利要求1所述的隔膜涂覆材料，其特征在于，所述复合金属氢氧化物粉末和所述复合金属氧化物粉末的质量比为1:1～5。3.根据权利要求1所述的隔膜涂覆材料，其特征在于，所述复合金属氢氧化物粉末和所述复合金属氧化物粉末中的复合金属分别选自铁、锂、镍、镁、铝中的任意两种。4.根据权利要求3所述的隔膜涂覆材料，其特征在于，所述复合金属氢氧化物粉末和所述复合金属氧化物粉末包含化合价不同的两种金属元素，其中，具有较高化合价的金属元素与具有较低化合价的金属元素的摩尔比为1:1～1:9。5.根据权利要求3所述的隔膜涂覆材料，其特征在于，所述复合金属氢氧化物粉末和所述复合金属氧化物粉末包含镁和铝两种金属元素，其中，镁元素与铝元素的摩尔比为7:3～8:2；或所述复合金属氢氧化物和复合金属氧化物包含镍和铁两种金属元素，其中，镍元素与铁元素的摩尔比为2.5:1～4.9:1；或所述复合金属氢氧化物粉末和复合金属氧化物粉末包含锂和铝两种金属元素，其中，锂元素与铝元素的摩尔比为3:1～5.7:1。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的隔膜涂覆材料，其特征在于，所述功能材料粉末的中值粒径D
50
为0.2微米～1.0微米；可选的，所述功能材料粉末的中值粒径D
50
为0.3微米～0.8微...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐泽明，白麟，高飞飞，刘杲珺，盛雷，白耀宗，杨浩，张绪杰，
申请(专利权)人：中材锂膜南京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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