[发明专利]一种电化学装置隔离膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电化学装置隔离膜，包括改性多孔基膜和设置在改性多孔基膜至少一侧表面的功能层；所述功能层含有机物和无机物复合物的浆料；所述改性多孔基膜中含有含锂导离子化合物的颗粒。本发明通过sol‑gel‑水热法制备含锂导离子化合物，将含锂导离子化合物的小粒径颗粒嵌于隔离膜基膜中，从而解决现有隔膜离子电导率差、浸润性较差的缺点，同时涂覆的功能层使得隔离膜具有良好的粘接性和耐热性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电化学装置隔离膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新的二次清洁，且可再生能源，其具有工作电压高，质量轻，能量密度大等优点，在电动工具，数码相机，手机，笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，并且显示出强大的发展趋势。

隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，用于隔离电池的正负极，防止正负极直接接触而短路，同时要求具有良好的锂离子透过性，并且在电池工作时温度过高时关闭离子通道以保证电池安全。因此，隔膜在锂离子电池的安全方面，起着至关重要的作用。

锂离子导体具有高电导率、低活化能和电极电位最负等特点。研究得较多的有层状结构的Li₃N，骨架结构的Lisicon(Li₁₄ZnGeO₄)和以LiTi₂P₃O₁₂为基的固溶体等。但无机锂离子导体或因电导率不同、分解电压低、不耐金属锂腐蚀等，尚无实用价值。后来发现的聚合物(如聚氧乙烯)与碱金属盐(如LiCF₃SO₃)的络合物等有机锂离子导体，虽电导率比无机锂离子导体低，但易加工成薄膜，弥补了电导率的不足，且具有很好的黏弹性，已广泛用作高能锂电池的隔膜材料，用于制造高比能、大容量电池和高温燃料电池。

目前正广泛应用于锂电池中的隔膜主要为聚烯烃类融熔拉伸隔膜，这些材料所拥有的关闭效应在电池发热时有助于安全性的提高。但是传统商用PE/PP隔膜对电解液的浸润性不好，保液性差，离子电导率较低，热收缩严重。这些问题会影响电池的加工，循环和倍率性能以及高温下的安全性。通过对聚合物隔膜进行陶瓷浆料涂布以提高隔膜的耐热性能和机械性能，提高隔膜的安全性已有广泛的应用和研究。但是通过改性基膜以提升对锂离子透过性的未有提及，因此，本领域需要一种既能提高电池安全性，同时有更好的离子电导率的电化学装置隔离膜。

发明内容

有鉴于此，本发明期望提供一种电化学装置隔离膜及其制备方法，解决现有隔膜离子电导率差、浸润性较差的缺点，同时使得隔离膜具有良好的粘接性和耐热性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种电化学装置隔离膜，包括改性多孔基膜和设置在改性多孔基膜至少一侧表面的功能层；所述功能层含有机物和无机物复合物的浆料；所述改性多孔基膜中含有含锂导离子化合物的颗粒。

进一步地，所述锂导离子化合物包括LiAlSi₂O₆、Li₂FeSiO₄、LiFePO₄。

进一步地，所述含锂导离子化合物的颗粒粒径为5-20nm。

更进一步地，所述含锂导离子化合物的颗粒粒径为10-20nm。

进一步地，所述含有机物和无机物复合物的浆料，其原料组成质量份数为：有机聚合物5份～80份，无机物3份～40份，有机溶剂50～100份。

更进一步地，所述有机聚合物为聚偏氟乙烯，分子量为10-100万；所述含有机物和无机物复合物的浆料中，所述聚偏氟乙烯的固含量为5-20wt％。

更进一步地，所述无机物包括三氧化铝、勃姆石、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化钙。