[发明专利]二次电池复合隔膜及其制备方法和二次电池

说明书

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种二次电池复合隔膜及其制备方法和一种二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有开路电压高、比容量高、无记忆效应等优点，其在数码电子产品领域如移动电话、数码相机和笔记本电脑等产品中得到广泛应用，并且也逐渐被应用到电动汽车、智能电网等大中型设备之中。随着锂离子二次电池应用范围的不断扩大，其安全性能以及循环寿命等问题愈加受到重视。

锂离子二次电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等部分组成。其中，隔膜和电极材料是决定锂离子电池性能的关键组分之一。在电池的实际应用过程中，对于锂离子电池性能，除了安全性和充放电速率之外，循环寿命也是一项非常重要的参考指标。

对于电极材料，新一代锂离子电池的研发着眼于通过使用高比容量的电极材料来提高电池能量密度，然而，在使用新型高比容量电极材料(如硅、金属氧化物负极材料以及富锂正极材料)的锂离子电池体系中，由于电极材料在脱嵌锂过程中体积变化较大，容易造成电极材料从集流器上脱落失效，进而造成电池容量迅速衰退，循环寿命大大降低。目前针对这类材料的主要改性手段是围绕材料本身进行掺杂、复合或纳米化等，如此虽然能够改善材料性能，但是通常会大大增加材料的制备成本或降低材料振实密度，难以应用于大规模工业化生产。

对于隔膜材料，其主要作用是作为正负极间的物理绝缘屏障防止电池内部短路，同时为电解液中离子的扩散提供通路。适用于锂离子电池的隔膜材料需 要具备以下条件：良好的离子电导率和较高的离子迁移数，对电解液的化学稳定性以及电化学稳定性，良好的力学拉伸性能及机械强度，对电解液的充分浸润能力等。

根据隔膜与电解液的共存形式，可将锂离子电池所用隔膜分为三类：液态多孔隔膜，半液态隔膜和全固态隔膜。目前商品化锂离子电池所用的隔膜大多数是液态多孔薄膜，电解液以液态形式存在于隔膜孔隙中，具有较高的力学性能以及化学稳定性。针对液态多孔隔膜的改进研究手段主要有：通过提高隔膜孔隙率来提高隔膜保液率进而减小电池内部电阻，通过调控隔膜闭孔温度来提高电池安全性，通过材料复合来提高隔膜离子电导率等；主要目的集中于提高电池安全性和充放电速率两方面。

为了提高隔膜的力学性能和锂离子传导性能及吸液率，目前已有相关研究并取得一定的成果，如目前公开了一种有机-无机复合隔膜，这种复合隔膜由无机颗粒与高分子聚合物组成，无机粒子均匀分布在高分子聚合物内，所得复合隔膜具有较好的力学性能和锂离子传导性能。目前公开了另一种纤维素纤维基材的锂离子电池隔膜，这种隔膜由耐高温的纤维素作为基材，再涂覆无机涂层构成，具有较好的吸液率和保液能力以及优异的耐高温性能。

由于电极材料的脱落是造成现有二次电池体系循环稳定性降低的主要原因之一，而现有技术报道的复合隔膜均使用绝缘材料作为复合层材料，虽然能提高隔膜自身的强度、吸液率等性能，但是无法起到拦截脱落的电极材料并使其继续实现充放电的作用，因此其无法提高电池循环性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种二次电池复合隔膜及其制备方法，旨在解决现有二次电池隔膜不能拦截脱落的电极材料并使其继续实现充放电，无法提高电池循环性能的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有良好循环性能的二次电池。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种二次电池复合隔膜，其包括电绝缘基质层和结合在所述电绝缘基质层表面的导电层，所述导电层包含有导电材料，且所述导电层的厚度为5-50μm。

以及，一种二次电池复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

将导电材料与表面活性剂分散至液态溶剂中配制成导电材料分散液，或将导电材料与粘结剂加入溶剂中配制导电材料浆料；

将所述导电材料分散液在电绝缘基质表面上形成导电层，形成第一复合隔膜；或将所述导电材料浆料在电绝缘基质表面上形成导电层，形成第二复合隔膜；其中，所述第一复合隔膜或所述第二复合隔膜的所述导电层的厚度为5-50μm；

将所述第一复合隔膜经洗涤后或将所述第二复合隔膜进行干燥定型，形成第三复合隔膜；

将所述第三复合隔膜施压进行压实处理。

以及，一种二次电池，其包括正电极、负电极和设置在正电极与负电极之间的隔膜，所述隔膜为上述的二次电池复合隔膜或由上述二次电池复合隔膜的制备方法制备获得的二次电池复合隔膜。