一种复合元素掺杂的复合隔膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合元素掺杂的复合隔膜及其制备方法和应用，该复合隔膜是在聚烯烃隔膜一侧或两侧夹有纤维素膜后进行辊压的多层隔膜，该多层隔膜中还填充有金属氢氧化物，最后将金属氟化物的纳米层沉积在多层隔膜的表面和孔道中。该复合隔膜内外层均形成不同元素掺入，借助纤维素层限制聚烯烃层的热收缩，提高隔膜的热稳定性，使其在高温环境下具有稳定性。金属氢氧化物以及氟化物的引入，提升了复合隔膜的防燃性与离子亲和性，氟离子与氢氧根离子锚定电解液中的阴离子，提高了电池稳定性。且由于该复合隔膜有着极强的电解液亲和性，能够很好的让离子进行脱溶剂化，并且离子能均化通过复合隔膜，显著提升电池的高倍率性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池隔膜改性，尤其涉及一种复合元素掺杂的梯度电池隔膜制备方法和应用。

技术介绍

1、随着全球对清洁能源需求的不断增长，新能源技术特别是高性能电池技术的发展成为了研究的热点。在众多电池技术中，以锂、钠、锌等金属为负极的电池因其高理论比容量和低还原电位而备受关注，有望大幅提升电池的能量密度。然而，这些金属的高活性也带来了显著的挑战，尤其是金属负极表面枝晶的形成问题。这些枝晶的不断生长不仅会穿透电池隔膜，引起短路和潜在的安全事故，还会加速电解液的消耗，降低电池的充放电效率和寿命。因此，解决金属负极电池中的枝晶问题，提高电池的安全性和性能，成为了研究的重点。

2、虽然目前许多研究集中在负极表面改性上，但是固液界面的均匀离子传输，对于防止枝晶形成同样至关重要。目前的解决方案，如电解液添加剂或人工固态电解质，虽然在一定程度上有效，但高昂的成本和复杂的制备过程限制了它们的商业应用。因此，需要寻找一种简单、低成本且环境友好的改性方法。

3、在这方面，我们发现，传统锂离子电池使用的聚烯烃隔膜（如聚乙烯）在锂离子和电解液亲和性、孔隙分布均本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合元素掺杂的复合电池隔膜，其特征在于，所述复合隔膜为由纤维素膜夹在聚烯烃隔膜一侧或两侧并通过粘结剂复合而成，并在复合而成的多层隔膜的表面和孔道内通过ADL沉积金属卤化物的纳米包覆层得到的复合隔膜，所述复合而成的多层隔膜内附着有金属氢氧化物，所述纤维素膜孔径大于聚烯烃隔膜的孔径，所述聚烯烃隔膜的孔径大于聚烯烃隔膜包覆金属卤化物的纳米包覆层后孔径，复合隔膜的厚度为10~35μm。

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述聚烯烃隔膜、纤维素膜的厚度范围分别为4~20μm、4~21μm，聚烯烃隔膜和纤维素膜的孔径大小分别为0.05μm -0.5μm、0.1μm-1...

【技术特征摘要】

1.一种复合元素掺杂的复合电池隔膜，其特征在于，所述复合隔膜为由纤维素膜夹在聚烯烃隔膜一侧或两侧并通过粘结剂复合而成，并在复合而成的多层隔膜的表面和孔道内通过adl沉积金属卤化物的纳米包覆层得到的复合隔膜，所述复合而成的多层隔膜内附着有金属氢氧化物，所述纤维素膜孔径大于聚烯烃隔膜的孔径，所述聚烯烃隔膜的孔径大于聚烯烃隔膜包覆金属卤化物的纳米包覆层后孔径，复合隔膜的厚度为10~35μm。

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述聚烯烃隔膜、纤维素膜的厚度范围分别为4~20μm、4~21μm，聚烯烃隔膜和纤维素膜的孔径大小分别为0.05μm -0.5μm、0.1μm-15μm。

3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述金属氢氧化物和金属卤化物中的金属元素选自fe、ni、al、zn、sn、cu、cr、ti、mn、li中的至少一种。

4.一种制备权利要求1所述的复合隔膜的方法，其特征在于，包括以下制备步骤，

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤如下，

6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆槐，李孟俊，解明，沈华森，田喻男，张宣宣，杜盼盼，程相鑫，韩池，陈雨翾，王夏青，梁万福，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：