[发明专利]一种补锂复合隔膜的制备方法

说明书

一种补锂复合隔膜的制备方法，用于锂离子电池制造。补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。组装成锂离子电池后，本发明补锂复合隔膜中的补锂层置于面向锂离子电池负极极片的一侧，涂胶层置于面向锂离子电池正极极片的一侧，首次充电时，补锂层中无机锂盐的锂离子沉积在负极表面形成SEI膜，涂胶层与极片在整形的作用下接触紧密，可有效提升SEI膜稳定性、首次充放电效率，以及电芯循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是一种补锂复合隔膜的制备方法。

背景技术

电化学能源是目前缓解能源短缺和环境污染压力等问题的解决方案之一，在众多化学电源中，锂离子电池因其具有高工作电压、高能量密度、长循环寿命、低自放电率、无污染等优势，受到人们越来越多的关注。隔膜作为锂离子电池的构成之一，是阻断正负极直接接触的隔离膜，也是锂离子迁移的通道，电池的性能与隔膜的设计有很大的相关性。

碳材料是目前已经完全商业化的锂离子电池负极材料，经过多年的发展，其克容量发挥已经被开发至接近理论值水平，无法进一步满足高能量密度电池的要求。因此，大量的新型负极材料，如纳米硅、碳复合负极、氧化亚硅和碳复合负极等受到广泛关注与应用。但锂离子电池负极材料在首次充电过程中会消耗部分由正极材料迁移到负极的锂离子，生成SEI（固态电解质）膜，这种不可逆反应导致电池首次充放电效率（首效）偏低。而且，在循环充放电过程中，锂离子不断消耗，用来补充SEI膜，造成锂离子电池可逆容量下降，循环性能衰减快。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种补锂复合隔膜的制备方法，用于锂离子电池中，可提高锂离子电池的充放电性能及首次充放电效率，实现电芯倍率性能和循环性能的提升。

为实现上述发明目的，本发明的补锂复合隔膜包括基膜层、涂胶层和补锂层；补锂复合隔膜是将涂胶层胶液涂布于基膜层的一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，将补锂浆料涂布于基膜层的另一侧表面，在40~110℃的烘箱内烘干后，得到补锂复合隔膜。

所述补锂复合隔膜用于锂离子电池制备时，补锂层置于面向锂离子电池负极极片的一侧，涂胶层置于面向锂离子电池正极极片的一侧；所述涂胶层的厚度为0.2~5μm；补锂层的厚度为0.5~10μm。

所述基膜层为聚乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯无纺布基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）复合基膜层、聚酰亚胺基膜、聚酰亚胺无纺布基膜中的一种；所述基膜层厚度为6~30μm。

所述涂胶层胶液的制备方法是将涂胶层粉体加入溶剂中，在20~65℃的温度下混合均匀得到涂胶层胶液，涂胶层胶液固含量为1%~40%。

进一步地，所述涂胶层粉体为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）中的一种。

进一步地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）和去离子水中的一种。

所述补锂浆料的制备方法是将无机锂盐加入溶剂中，在20~65℃的温度下搅拌0.2~1h混合均匀后，加入粘结剂，继续搅拌0.5~3h混合均匀，得到补锂浆料；所述无机锂盐含量为10%~80%；粘结剂含量为0~40%；补锂浆料固含量为10%~80%。

进一步地，所述无机锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氟化锂、硫酸锂无机锂盐中的一种或几种。

进一步地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯晴（PAN）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。

进一步地，所述补锂浆料的溶剂为去离子水、NMP中的一种。