[发明专利]多孔复合隔膜，其制备方法和包含其的锂离子电池

说明书

本发明提供一种具有优异的比表面积并且可以提供优异的电解液吸附强度和电池循环性能的复合隔膜，其制备方法和包含其的锂离子电池，该复合隔膜包括聚合物隔膜和在所述聚合物隔膜的至少一侧的多孔涂层，所述多孔涂层包含陶瓷粉末和粘结剂作为组分，在所述多孔涂层中分布有平均直径在1‑5nm的范围内的纳米孔隙，并且所述多孔涂层具有在1200‑2000m²/g的范围内的比表面积。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种多孔复合隔膜，其制备方法和包含其的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于高比能量、长循环寿命、快速充放电等优点而具有广泛的应用前景，例如汽车、手机、电脑、相机等。锂离子电池包括由正负电极材料、电解质及隔膜。隔膜是锂离子电池的关键组件之一，决定了电池的界面结构，直接影响电池的容量，安全性能和循环性能。为了提升隔膜的性能，现有技术主要采用三氧化二铝等无机材料对隔膜进行涂布，但由于涂层由实心颗粒涂布而成，密度相对较大，比表面积受限，对电解液的吸附率较低，增加了电池的内阻，降低了电池容量，尤其是多次循环后的容量，同时将实心颗粒进行涂覆，会使隔膜表面的孔径出现堵塞，导致隔膜整体的比表面积变小，降低电池能量密度。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合隔膜，该复合隔膜的制备方法和包含该复合隔膜的锂离子电池，该复合隔膜具有优异的比表面积并且可以提供优异的电解液吸附强度和电池循环性能。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

<1>一种复合隔膜，其包括聚合物隔膜和在所述聚合物隔膜的至少一侧的多孔涂层，所述多孔涂层包含陶瓷粉末和粘结剂作为组分，在所述多孔涂层中分布有平均直径在1-5nm的范围内的纳米孔隙，并且所述多孔涂层具有在1200-2000m²/g的范围内的比表面积。

<2>根据<1>所述的复合隔膜，其中所述陶瓷粉末选自金属氧化物,金属氮化物或它们的组合。

<3>根据<1>或<2>所述的复合隔膜，其中所述陶瓷粉末与所述粘结剂的重量比在7:3-9:1的范围内。

<4>一种锂离子电池，其包括正极、负极以及介于正极与负极之间的电解液和根据根据<1>至<3>中任一项所述的复合隔膜。

<5>一种用于制备<1>所述的复合隔膜的方法，所述方法包括以下步骤：

将造孔剂和陶瓷粉末加入到粘结剂中以形成浆料；

将浆料涂敷在聚合物隔膜的至少一侧以得到涂层；

将所述涂层干燥使得所述造孔剂受热分解，从而得到所述复合隔膜。

<6>根据<5>所述的方法，其中所述造孔剂选自碳酸氢胺、草酸、碳酸铵和硝酸胺中的一种或它们的组合。

<7>根据<5>或<6>所述的方法，其中所述造孔剂占所述浆料的0.5-2重量％。

<8>根据<5>至<7>中任一项所述的方法，其中所述陶瓷粉末选自金属氧化物,金属氮化物或它们的组合。

<9>根据<5>至<8>中任一项所述的方法，其中所述陶瓷粉末与所述粘结剂的重量比在7:3-9:1的范围内。

<10>根据<5>至<9>中任一项所述的方法，其中将所述涂层在温度范围为45-75℃的多个温度递增的连续干燥区段内依次干燥。

有益效果