[发明专利]一种钠离子电池隔膜、制备方法及钠离子电池

说明书

本发明提供了一种钠离子电池隔膜、其制备方法及钠离子电池，钠离子电池隔膜由三氧化二铝和Mg(OH)₂以预设质量比混合后涂覆在负极片上而形成；其中，钠离子电池隔膜的厚度为10μm~100μm；三氧化二铝和Mg(OH)₂的质量比为（50‑80）：（20‑50）；三氧化二铝的D₅₀粒径分布为50nm‑30μm；Mg(OH)₂的D₅₀粒径分布为50nm‑50μm。本发明通过在三氧化二铝中加入Mg(OH)₂，有利于无机隔膜更牢固的附着在电极上；三氧化二铝与Mg(OH)₂协同作用，显著提高了钠离子电池的安全性能和耐阻燃性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，具体而言，涉及一种钠离子电池隔膜、其制备方法及钠离子电池。

背景技术

锂离子电池因其能量密度大、工作电压高、循环寿命长等优点，在新能源储能领域已得到广泛应用。但是，锂的储量有限(地壳中含量仅0.01％)且分布不均，全球的锂资源将无法有效满足对其的巨大需求，这将进一步推高与锂相关材料的价格，增加电池成本，最终阻碍新能源产业的发展。因此，开发可代替锂离子电池的新型二次电池势在必行。钠离子电池被认为是新型二次电池在最佳选择。钠离子电池工作原理与锂离子电池类似，但与锂离子电池相比，钠离子电池拥有资源丰富、价格低廉的优势，从而备受研究者的青睐。钠离子电池也是由正极材料、负极材料、电解液、隔膜、集流体以及电池外壳等几部分组成，钠离子在正极和负极之间迁移。钠离子电池常用隔膜材料一般为玻璃纤维薄膜，玻璃纤维隔膜也比较厚，造成电池内阻过大，导致电池性能下降。而且加工时容易脆化断裂，可能造成局部电池短路，引起安全问题。电极支撑型无机隔膜，是将无机陶瓷浆料直接涂敷于电池极片上，与传统有机隔膜相比，无机陶瓷粉末具备较强的吸液保液能力，使得复合电极具有较好的的浸润性，更有利于钠离子电池的长寿命循环。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种钠离子电池隔膜、其制备方法及钠离子电池，旨在解决现有钠离子电池安全性能较差的问题。

具体地，本发明第一方面提出了一种钠离子电池隔膜，所述钠离子电池隔膜由三氧化二铝和Mg(OH)₂以预设质量比混合后涂覆在负极片上而形成；其中，所述钠离子电池隔膜的厚度为10μm～100μm；所述三氧化二铝和Mg(OH)₂的质量比为(50-80)：(20-50)；所述三氧化二铝的D50粒径分布为50nm-30μm；所述Mg(OH)₂的D₅₀粒径分布为50nm-50μm。

本发明第一方面提供的钠离子电池隔膜，在三氧化二铝中加入Mg(OH)₂，克服了现有无机隔膜易剥落、开裂的缺点，有利于无机隔膜更牢固的附着在电极上；并且，高纯的三氧化二铝中磁性异物含量很低，可有效防止漏电、短路现象，提升电池的主动安全性能；尤其是三氧化二铝与Mg(OH)₂协同作用，显著提高了钠离子电池的安全性能和耐阻燃性能。

本发明第二方面提供了一种钠离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取预设比例的三氧化二铝和Mg(OH)2进行混合，称取适量的粘合剂，溶于水配置成胶溶液；步骤2，将三氧化二铝和Mg(OH)2的混合物与粘合剂胶溶液按照预设质量比混合，经充分搅拌后得到均匀稳定的无机陶瓷涂覆悬浊液；步骤3，将所述无机陶瓷涂覆悬浊液涂敷在钠离子负极片上，并在预设温度和湿度条件下烘干后得到一定厚度的无机隔膜，形成电极支撑型无机隔膜复合电极片。

进一步的，上述钠离子电池隔膜的制备方法中，所述三氧化二铝和Mg(OH)2的质量比为(50-80)：(20-50)。

进一步的，上述钠离子电池隔膜的制备方法中，所述三氧化二铝的D50粒径分布为50nm-30μm；所述Mg(OH)₂的D₅₀粒径分布为50nm-50μm。