【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电池，尤其涉及一种隔膜、负极片及其制备方法以及电池。
技术介绍
1、为了满足新能源汽车对续航里程的需求，锂离子动力电池朝向大尺寸化和高能量密度方向发展。负极作为动力电池的关键组件之一，其比能量和热稳定性直接关系到电池的能量密度和安全性。然而，负极的热稳定性较差(在60℃以上就可能发生产热反应，造成电池自产热甚至热失控)，是动力电池安全性的主要短板之一。
2、针对上述问题，现有的解决的方案包括：(1)对负极材料进行表面包覆，改善制备工艺等；(2)在电解液中引入添加剂。
3、然而，方案(1)改善效果不明显，无法有效提升负极的热稳定性；方案(2)中添加剂成本高、影响电池性能发挥，改善效果有局限性。
4、因此，如何有效提升电池安全性，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例解决的技术问题是如何有效提升电池安全性。
2、为解决上述问题，本专利技术一方面提供一种隔膜，包括基膜和包覆颗粒，所述包覆颗粒负载于所述基膜的负极侧表面，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所述壳层表面。
3、可选的，所述包覆颗粒的壳层还包括导电材料。
4、可选的，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0
5、可选的，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
6、可选的，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶乳液中的至少一种。
7、可选的，所述核体的直径为50nm-5μm；和/或所述壳层的厚度为20nm-1μm。
8、可选的，所述缺锂材料通过电化学脱锂方法制备得到。
9、可选的，所述包覆颗粒的负载量范围为1g/m2-6g/m2。
10、可选的，所述基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚醚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯多孔膜中的至少一种。
11、本专利技术另一方面还提供一种隔膜的制备方法，包括以下步骤：
12、1)提供缺锂材料；
13、2)将所述缺锂材料分散于包覆液中，经过雾化干燥，获得包覆颗粒；
14、3)将所述包覆颗粒分散于涂覆液中，经过表面涂覆，将其负载于与基膜的负极侧表面，即制得所述隔膜。
15、可选的，所述包覆液含有包覆剂，所述包覆剂的材料选自聚氯乙烯、聚醚砜、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶中的至少一种。
16、可选的，所述包覆液含有导电剂，所述导电剂的材料选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
17、可选的，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、lixmn2o4(0≤x<1)、lixfeymn(1-y)po4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
18、本专利技术另一方面还提供一种负极片，所述负极片表面或/和负极片内分散有包覆颗粒，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所述壳层。
19、可选的，所述包覆颗粒的壳层还包括导电材料。
20、可选的，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、lixmn2o4(0≤x<1)、lixfeymn(1-y)po4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
21、可选的，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
22、可选的，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶乳液中的至少一种。
23、可选的，所述缺锂材料通过电化学脱锂方法制备得到。
24、本专利技术还提供一种包覆颗粒，包覆颗粒的壳层为低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述缺锂材料至少部分能够暴露出所述壳层。
25、可选的，所述壳层还包括导电材料。
26、可选的，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、lixmn2o4(0≤x<1)、lixfeymn(1-y)po4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
27、可选的，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
28、可选的，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶乳液中的至少一种。
29、可选的，所述核体的直径为50nm-5μm；和/或所述壳层的厚度为20nm-1μm。
30、可选的，所述缺锂材料通过电化学脱锂方法制备得到。
31、可选的，所述包覆颗粒通过以下步骤制得：
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1.一种隔膜，其特征在于，包括基膜和包覆颗粒，所述包覆颗粒负载于所述基膜的负极侧表面，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所述壳层表面。
2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述包覆颗粒的壳层还包括导电材料。
3.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、LixNiyCozMn(1-y-z)O2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、LixMn2O4(0≤x<1)、LixFeyMn(1-y)PO4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
4.如权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲
6.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述核体的直径为50nm-5μm；和/或所述壳层的厚度为20nm-1μm。
7.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述缺锂材料通过电化学脱锂方法制备得到。
8.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述包覆颗粒的负载量范围为1g/m2-6g/m2。
9.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯多孔膜中的至少一种。
10.一种隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.如权利要求10所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述包覆液含有包覆剂，所述包覆剂的材料选自聚氯乙烯、聚醚砜、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶中的至少一种。
12.如权利要求10所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述包覆液含有导电剂，所述导电剂的材料选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
13.如权利要求10-12任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、LixNiyCozMn(1-y-z)O2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、LixMn2O4(0≤x<1)、LixFeyMn(1-y)PO4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
14.一种负极片，其特征在于，所述负极片表面或/和负极片内分散有包覆颗粒，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所述壳层。
15.如权利要求14所述的负极片，其特征在于，所述包覆颗粒的壳层还包括导电材料。
16.如权利要求14或15所述的负极片，其特征在于，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、LixNiyCozMn(1-y-z)O2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、LixMn2O4(0≤x<1)、LixFeyMn(1-y)PO4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
17.如权利要求15所述的负极片，其特征在于，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
18.如权利要求14或15所述的负极片，其特征在于，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯...
【技术特征摘要】
1.一种隔膜，其特征在于，包括基膜和包覆颗粒，所述包覆颗粒负载于所述基膜的负极侧表面，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所述壳层表面。
2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述包覆颗粒的壳层还包括导电材料。
3.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、lixmn2o4(0≤x<1)、lixfeymn(1-y)po4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
4.如权利要求2所述的隔膜，其特征在于，所述导电材料包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述聚合物材料包括聚氯乙烯、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶乳液中的至少一种。
6.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述核体的直径为50nm-5μm；和/或所述壳层的厚度为20nm-1μm。
7.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述缺锂材料通过电化学脱锂方法制备得到。
8.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述包覆颗粒的负载量范围为1g/m2-6g/m2。
9.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯多孔膜中的至少一种。
10.一种隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.如权利要求10所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述包覆液含有包覆剂，所述包覆剂的材料选自聚氯乙烯、聚醚砜、聚醚砜、聚酰胺酸、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚硅氧烷中、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯亚胺、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维、壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶中的至少一种。
12.如权利要求10所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述包覆液含有导电剂，所述导电剂的材料选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯乙炔中的至少一种。
13.如权利要求10-12任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述缺锂材料选自硫单质、磷单质、硫磷化合物、lixniycozmn(1-y-z)o2(0≤x<1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1)、lixmn2o4(0≤x<1)、lixfeymn(1-y)po4(0≤x<1，0≤y≤1)、碳、硅、硅碳、磷碳、硫碳、磷硅、硫硅中的至少一种。
14.一种负极片，其特征在于，所述负极片表面或/和负极片内分散有包覆颗粒，所述包覆颗粒的壳层包括低熔点聚合物材料，所述包覆颗粒的核体材质为缺锂材料，当温度≥60℃时，所述低熔点聚合物材料结构发生变化使得所述缺锂材料至少部分能够露出所...
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