【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，特别涉及一种多功能锂离子电池隔膜、具有多功能隔膜的宽温域锂离子电池及制备方法。
技术介绍
1、能源是人类社会发展进步的基石，开发先进的电化学储能技术对于国民经济发展及国防建设至关重要。锂离子电池具有高的能量密度、长的循环寿命及无记忆效应等优点，已广泛应用于消费类电子、电动工具、电动汽车、智能电网、军事国防等领域。然而，我国幅员辽阔，气温地域性和季节性差异显著，如高寒与酷热地区的环境温差(-40～70℃)已经超出了常规锂离子电池的工作温度范围(-20～60℃)，而随着我国极地科考等事业的蓬勃发展，储能电池面临的工作温度环境愈加苛刻(-50～80℃)。因此，如何通过关键材料及机理创新突破常规锂离子电池工作温度范围局限，开发出能够满足高寒酷热等极端条件应用需求的储能电池技术成为下一代锂离子电池领域发展重点和国际竞争焦点。目前，美国、法国、德国、日本等发达国家都已进行技术和产业布局，在此形势下组织力量开展极端条件下高性能储能电池关键材料与技术研究，对于抢占技术制高点，防止未来发展“受制于人”具有重大战略意义。
2、然而，由于现有电极材料、电解液、隔膜以及电芯设计等方面的局限性，在极端温度条件下，储能电池性能在循环寿命、倍率性能、能量密度、安全性能等方面仍面巨大挑战。为了解决这些问题，科研人员主要从电解液出发提出多种解决手段，如复合锂盐、复合溶剂等，鲜有从隔膜出发，提升锂离子电池的宽温域特性的研究。
3、目前已报道的宽温域锂离子电池的制备方法多采用功能电解液的方法提升其温度特性，对隔膜的提
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决宽温域锂离子电池多功能隔膜的浸润性、界面膜稳定性及结构稳定的问题，提供一种多功能锂离子电池隔膜、锂离子电池及制备方法，具有多功能隔膜的锂离子电池具有高比能量、循环性能优良，工艺简单、重复性好、成本低廉等优点。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面，一种多功能锂离子电池隔膜，包括：
4、作为支撑结构的隔膜材料；
5、耦合形成在所述隔膜材料上的功能层；
6、功能层在隔膜材料基体表面向外依次由聚多巴胺亲和层/多巴胺-m-o过渡层/网络状m-o层/多巴胺-m-o过渡层交替构成；
7、m为zr，ti，si，mn，ni，co，al，cr，mg，ca，zn，fe中的至少一种，网络状m-o层为m醇盐水解后自身交联形成的聚合物，多巴胺-m-o过渡层为多巴胺与水解后m醇盐交联形成的聚合物。
8、第二方面，一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，包括：
9、步骤1，将空白隔膜材料置于多巴胺溶液中，浸置，清洗、干燥；
10、步骤2，将步骤1制备的隔膜材料置于m醇盐水溶液中，浸渍，清洗、干燥；
11、步骤3，重复步骤1和步骤2，获得多功能锂离子电池隔膜。
12、第三方面，一种具有多功能隔膜的宽温域锂离子电池，包含第一方面所述的一种具有多功能锂离子电池隔膜。
13、根据本专利技术提供的一种多功能锂离子电池隔膜、锂离子电池及制备方法，具有以下有益效果：
14、本专利技术提供的宽温域锂离子电池多功能隔膜的制备方法是基于表面自主装过程，隔膜材料功能层由表及里依次由亲和层/过渡层/网络状m-o层/过渡层交替构成，无需经过高温热处理，获得具有可控纳米尺度多层交替结构的多功能隔膜。该方法工艺简单、重复性好、成本低廉，便于规模化生产。本专利技术的具有多功能隔膜的宽温域锂离子电池在较宽的温度(-55℃～85℃)范围内具有较高的比能量、高低温性能和循环性能。
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1.一种多功能锂离子电池隔膜，其特征在于，包括：
2.一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液是由多巴胺溶于三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液形成。
4.根据权利要求3所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液中多巴胺的浓度为0.001wt％～0.1wt％，三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐的浓度为0.001wt％～0.1wt％。
5.根据权利要求3所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液的pH为7.5～9.0。
6.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述M醇盐水溶液为含Zr，Ti，Si，Mn，Ni，Co，Al，Cr，Mg，Ca，Zn，Fe醇盐的单组份溶液或复合溶液。
7.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述M醇盐水溶液的浓度为1μM/L～100μM/L。
8.根据权利要求2所述的一种
9.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，浸置工序中，浸渍时间不低于0.5h；清洗工序中，采用去离子水多次清洗；干燥工序中，干燥温度为0℃～150℃，干燥时间为2～24h。
10.一种具有多功能隔膜的宽温域锂离子电池，其特征在于，包含第一方面所述的一种具有多功能锂离子电池隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能锂离子电池隔膜，其特征在于，包括：
2.一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液是由多巴胺溶于三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液形成。
4.根据权利要求3所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液中多巴胺的浓度为0.001wt％～0.1wt％，三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐的浓度为0.001wt％～0.1wt％。
5.根据权利要求3所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液的ph为7.5～9.0。
6.根据权利要求2所述的一种多功能锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述m醇盐水溶液为含zr，ti，si，mn，ni，co，al，cr...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾海涛，张羽薇，陈冬阳，伍玉琴，李晓锋，王可，张益明，邵晓丹，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
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