复合涂层材料、复合涂层及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于锂离子电池正极的复合涂层材、复合涂层及其应用，该复合涂层材料的内核为纳米二氧化硅颗粒，外壳为有机‑无机杂化结构，所述有机‑无机杂化结构由季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂反应形成。该复合涂层采用核‑壳结构，内核为纳米二氧化硅颗粒，外壳由季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂反应形成的有机‑无机杂化层。内核的纳米二氧化硅通过其高绝缘性有效阻止电子传递，而外壳的杂化结构结合了有机物的柔韧性和无机物的刚性，既能适应电极充放电过程中的体积变化，又能抵抗锂枝晶的物理穿透。这种双重特性使涂层在维持电池高效运行的同时，显著提升安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂电池的正极、制备方法及其应用。

技术介绍

1、锂离子电池由正极、负极和一层薄薄的聚合物隔膜组成。隔膜通常由多孔的pe(聚乙烯)或pp(聚丙烯)制备。这种隔膜非常薄，厚度在7～20μm。一旦隔膜被压碎或穿透，正极和负极将直接接触形成内部短路。例如，在锂离子电池的循环过程中，不均匀的锂沉积会形成“死”锂和锂枝晶，这可能导致电池内部短路。当枝晶生长并最终穿透隔膜时，电池就会发生内部短路，进而导致火灾事故。此外，在组装电池时，隔膜在机械或热滥用条件下的损坏可能导致内部短路。

2、为了减少短路并提高电池的可靠性，研究人员设计和制造了许多具有高热稳定性和高机械强度的隔膜。然而高热稳定性及高机械强度的隔膜由于其高昂的生产成本，无法实现其工业化，而现在电芯的内短路失控往往是发生在隔膜失效后，因此开发一种隔膜失效后提高电芯内短路稳定性的方法对于提高电芯安全性能至关重要。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术第一目的是提供一种用于锂离子电池正极的复合涂层材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，该复合涂层材料的内核为纳米二氧化硅颗粒，外壳为有机-无机杂化结构，所述有机-无机杂化结构由季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂反应形成。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种；所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂的摩尔比为1：(2.5～3.5)。

4.一种具有权利要求1～3任一项所述的复合涂层材料的复合涂...

【技术特征摘要】

1.一种用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，该复合涂层材料的内核为纳米二氧化硅颗粒，外壳为有机-无机杂化结构，所述有机-无机杂化结构由季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂反应形成。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂选自n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种；所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池正极的复合涂层材料，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂与硅烷偶联剂的摩尔比为1：(2.5～3.5)。

4.一种具有权利要求1～3任一项所述的复合涂层材料的复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅纳米颗粒，包括：

6.根据权利要求5所述的复合涂层的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求5所述的复合涂层的制备方法，其特征在于：所述对所述二氧化硅纳米颗粒悬浮液进行洗涤、超声处理和干燥，得到二氧化硅纳米颗粒中，所述洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚子豪，陈飞，吴圣，刘晓晖，
申请(专利权)人：盛虹动能科技泰州有限公司，
类型：发明
国别省市：