【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池用隔膜，特别是涉及一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、钠离子电池具有储量大，成本低的优势，同时具有和锂离子电池相似的工作原理而受到重视。但是在实际使用中发现，钠离子电池在充放电循环过程中钠离子在负极侧沉积不均匀会导致钠枝晶快速生长，最终刺破隔膜导致安全隐患。此外，由于钠离子在铝箔表面沉积过程中，电解液中的溶剂分子相较于钠离子更易被不可逆还原，造成电芯体系中有限的电解液不断被消耗，从而造成电芯容量快速衰退。并且在电池正负极与隔膜卷绕工艺中，由于卷绕张力的存在，pe隔膜被拉伸后易与极片发生错位或者起皱，导致电芯内部极片与隔膜界面阻抗增加，导致电芯内阻增大，影响金属电池的循环寿命，基于此，本专利技术提供一种增强无负极钠金属电池界面稳定性的隔膜，抑制钠枝晶生长，减小隔膜与电池铝箔界面阻抗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜及其制备方法和应用，解决了上述问题，可以有效提升隔膜机械强度和铝箔界面稳定性，抑制钠枝晶生长，减小隔膜与电池铝箔界面阻抗，提高了无负极钠金属电池的循环寿命，本专利技术的隔膜安全性能和电化学性能优异，且制备方法简单，可工业化生产。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，包括基膜、涂覆于基膜表面的陶瓷涂层和涂覆于陶瓷涂层表面的高分子涂层；
3、其中基膜为pe，pp，pet、pi、纤维素基膜中的一种；陶瓷涂层包括陶瓷材料和溶剂一；高分
4、优选的，基膜为pe膜。
5、优选的，基膜的厚度为5-25μm，陶瓷涂层的厚度为0.1-4μm，高分子涂层的厚度为0.1-4μm。本专利技术陶瓷涂层的厚度在上述范围内，使陶瓷涂层具有较好的穿刺强度，从而提高了无负极钠金属电池隔膜的穿刺强度，本专利技术中高分子涂层的厚度在上述范围内，使高分子涂层具有较好的拉伸强度，进而提高无负极钠金属电池隔膜的拉伸强度。
6、优选的，基膜的透气值为70-200sec/100cc。
7、优选的，陶瓷材料包括蒙脱土，勃母石，高岭土，羟基磷灰石中的一种或多种。
8、优选的，陶瓷材料包括陶瓷粉体a和陶瓷粉体b，陶瓷粉体a和陶瓷粉体b的质量比优选为1~99：1~99，更优选为1~20：50~90。
9、优选的，陶瓷材料的粒径d50＜2μm，更优的为500nm＜d50＜1μm。本专利技术采用的陶瓷材料的粒径在上述范围内，使其在基膜表面涂覆时具有较好的覆盖力，进一步的提高无负极钠金属电池隔膜的穿刺强度。
10、优选的，溶剂一包括纯水、无水乙醇中的一种或多种，更优选为纯水，陶瓷材料与溶剂一的质量比为1~50：1~100，更优选为1：3。本专利技术将陶瓷材料与溶剂一的质量比控制在上述范围，可以更好的在基膜表面成膜，进而提高无负极钠金属电池隔膜的穿刺强度。
11、优选的，粘结剂分子质量＞5万，更优的为20万-100万。
12、优选的，粘结剂包括粘结剂a和粘结剂b，粘结剂a与粘结剂b的质量比为1~99：1~99，更优选为1~20：50~90。
13、优选的，溶剂二包括纯水，粘结剂与溶剂二的质量比为1~100：1~100，更优选的为1：10。本专利技术将粘结剂与溶剂一的质量比控制在上述范围内，可以更好的在陶瓷涂层表面成膜，进而提高无负极钠金属电池隔膜的与铝箔的粘结性。
14、一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
15、s1将陶瓷材料和溶剂一混合均匀得到陶瓷溶液，将陶瓷溶液完整涂覆于基膜表面，真空干燥后得到陶瓷涂层；
16、s2将粘结剂和溶剂二混合得到高分子溶液，将高分子溶液涂覆于陶瓷涂层表面，真空干燥后得到高分子涂层。
17、优选的，s1中陶瓷材料进行研磨得到研磨后的粉末，将研磨后的粉末和溶剂一混合后进行搅拌，得到陶瓷溶液；
18、更优选的，搅拌为机械搅拌，机械搅拌的转速为500~1000 r/min；搅拌的时间为1~10h，更优选为2~3h。
19、优选的，s1中涂覆的方式为凹版辊涂。涂覆设备为凹版刮涂设备；凹版辊涂的凹版辊刻度为0.5~4μm，更优的选为2μm；凹版辊涂的速度为1~50m/min，更优选为20m/min。本专利技术通过凹版辊涂将浆料均匀涂覆到基膜表面，防止界面层出现缺陷或不均匀，获得综合性能好的隔膜。
20、优选的，s1和s2中的真空干燥温度均为30~60℃。
21、优选的，s1中陶瓷涂层均匀涂覆在基膜的单侧。
22、优选的，s2中混合的方式为机械搅拌，搅拌的转速为1000~2000 r/min；搅拌的时间为1~10h，更优选为2~3h。
23、优选的，s2中涂覆的方式为凹版辊涂，涂覆设备为凹版刮涂设备，凹版辊涂的凹版辊刻度为0.5~4μm，更优的选为2μm；凹版辊涂的速度为1~50m/min，更优选为20m/min。本专利技术通过超凹版辊涂将浆料均匀涂覆到基膜表面，防止界面层出现缺陷或不均匀，获得综合性能好的隔膜。
24、一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的应用，应用于无负极钠金属电池隔膜。
25、本专利技术的有益效果
26、本专利技术提供的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜包括基膜和设置于基膜表面的陶瓷涂层以及高分子涂层；陶瓷涂层以及高分子涂层分别在基膜同侧表面完整覆盖，均匀覆盖于基膜表面的陶瓷涂层，可显著提高隔膜表面强度，在对隔膜进行穿刺实验的时候，可以承受较大的穿刺力度，因此陶瓷涂层可以提高无负极钠金属电池隔膜的穿刺强度。而陶瓷涂层表面的高分子涂层可以将电池中的铝箔与隔膜进行粘结，防止电解液中的溶剂分子被不可逆还原导致钠离子在铝箔表面沉积速度过快，产生钠枝晶，造成电芯内阻增大，从而造成电芯容量快速衰退。本专利技术中基膜与陶瓷涂层以及高分子涂层协同作用，可以有效提升隔膜机械强度和铝箔界面稳定性，抑制钠枝晶生长，减小隔膜与电池铝箔界面阻抗，提高了无负极钠金属电池的循环寿命。
27、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：包括基膜、涂覆于基膜表面的陶瓷涂层和涂覆于陶瓷涂层表面的高分子涂层；
2.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：基膜的厚度为5-25μm，陶瓷涂层的厚度为0.1-4μm，高分子涂层的厚度为0.1-4μm。
3.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：基膜的透气值为70-200sec/100cc。
4.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：陶瓷材料包括蒙脱土，勃母石，高岭土，羟基磷灰石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：溶剂一包括纯水、无水乙醇中的一种或多种，陶瓷材料与溶剂一的质量比为1~50：1~100。
6.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：溶剂二包括纯水，粘结剂与溶剂二的质量比为1~100：1~100。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
8.根据权利要求7所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的制备方法，其特征在于：S1和S2中的真空干燥温度均为30~60℃。
9.根据权利要求7所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的制备方法，其特征在于：S1中陶瓷涂层均匀涂覆在基膜的单侧。
10.一种如权利要求1~6任一项所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜的应用，其特征在于：应用于无负极钠金属电池隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：包括基膜、涂覆于基膜表面的陶瓷涂层和涂覆于陶瓷涂层表面的高分子涂层；
2.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：基膜的厚度为5-25μm，陶瓷涂层的厚度为0.1-4μm，高分子涂层的厚度为0.1-4μm。
3.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：基膜的透气值为70-200sec/100cc。
4.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：陶瓷材料包括蒙脱土，勃母石，高岭土，羟基磷灰石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可抑制钠枝晶生长的电池隔膜，其特征在于：溶剂一包括纯水、无水乙醇中的一种或多种，陶瓷材料与溶...
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