[发明专利]用于锂电池的复合隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于锂电池的复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜包含聚合物基材膜、位于所述聚合物基材膜一侧的硫化聚丙烯腈离子导电颗粒涂层以及位于所述聚合物基材膜另一侧的无机陶瓷颗粒涂层和/或聚合物修饰层。

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜的厚度为3μm-100μm，优选为3-20μm，以及所述复合隔膜的孔隙率为2-70％；

优选地，所述硫化聚丙烯腈离子导电颗粒涂层、所述无机陶瓷颗粒涂层和聚合物修饰层各自独立地包含粘结剂；

更优选地，所述粘结剂为选自羧甲基纤维、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、果胶、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和聚丙烯酸锂中的一种或多种；

更优选地，以各自涂层的重量计，所述粘结剂在所述硫化聚丙烯腈离子导电颗粒涂层、所述无机陶瓷颗粒涂层和聚合物修饰层的用量各自独立地为0.2-20wt％，优选为0.5-5wt％。

3.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，所述聚合物基材膜为选自聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚酰亚胺膜、聚醚酰亚胺膜、聚碳酸酯膜、聚芳纶膜、纤维素膜、聚醚醚酮膜和全氟磺酸醚膜中的任意一种；

优选地，所述聚合物基材膜的厚度为0.6-30μm，优选为0.6～10μm，孔隙率为5％-80％。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述硫化聚丙烯腈离子导电颗粒涂层的厚度为0.2-50μm，优选为0.2-20μm，更优选为0.2-5μm；

优选地，所述硫化聚丙烯腈离子导电颗粒由硫单质与聚丙烯腈颗粒的混合物于200-900℃下反应制得；

更优选地，所述硫单质与所述聚丙烯腈的质量比为0.1至0.9；

更优选地，所述聚丙烯腈的重均分子量为50,000-500,000g/mol，优选为10,000-20,000g/mol。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述无机陶瓷颗粒为离子导电颗粒和非离子导电颗粒中的一种或多种；

优选地，所述离子导电颗粒为选自Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃、Li₃yLa_2/3-yTiO₃、LiZr_2-zTi_z(PO₄)₃、Li_1+mAl_mTi_2-m(PO₄)₃、Li_4-nGe_1-nPnS₄、Li₄Ti₅O₁₂、Li_7-2p-jA_pLa₃Zr_2-jB_jO₁₂、TiNb₂O₇和MO_q中的一种或多种；其中，M＝Al、Ti、Mn、Fe、Zn、Mo、Nb、Mg、Nb、W或Si，0≤x≤2，0≤y≤2/3，0≤z≤2，0≤m≤2，0≤n≤1，0≤p≤3，0≤j≤2，0≤q≤3；

更优选地，所述离子导电颗粒的平均粒径为10-1000nm；所述离子导电颗粒涂层的厚度为0.2-10μm；

优选地，所述非离子导电颗粒为选自纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或多种；

优选地，所述无机陶瓷颗粒的平均粒径为10-1000nm；

优选地，所述无机陶瓷颗粒涂层的厚度为0.2-10μm。