[实用新型]一种锂离子电池用复合隔膜

说明书

一种锂离子电池用复合隔膜，该隔膜包括中间层，所述中间层为多孔结构，所述中间层的上表面设有第一涂层，所述中间层的下表面设有第二涂层，所述第一涂层和第二涂层均含有金属‑有机框架纳米颗粒。金属‑有机框架材料涂层孔隙率高、比表面积大，可改善隔膜的电解液浸润性；金属‑有机框架材料涂层可有效改善隔膜的耐热性能，提高电池在高温环境中的安全性能；金属‑有机框架材料涂层均匀的孔道结构使锂离子在充放电过程中均匀地沉积/剥离，从根本上抑制锂枝晶的生长；同时，金属‑有机框架材料涂层还具有良好的柔韧性和机械性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜材料领域，特别是涉及一种锂离子电池用复合隔膜，例如是一种含有金属-有机框架材料涂层的锂离子电池用复合隔膜。

背景技术

锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应、长循环寿命等众多优点而被广泛应用。通常，锂离子电池基本组成部分包括正极片、负极片、电解液、隔膜以及电池外壳。其中，隔膜因为其在锂离子电池中的关键性作用而被称作电池的“第三极”。但目前，市场上通用的聚烯烃隔膜及涂覆隔膜普遍具有孔隙率低、电解液润湿性差以及高温下易产生严重尺寸收缩等缺点，因而难以满足高性能动力锂电池的需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种含有金属-有机框架材料涂层的复合隔膜，以解决上述技术背景中提出的至少一个问题。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本具体实施例提供一种锂离子电池用复合隔膜，该隔膜包括中间层，所述中间层为多孔结构，所述中间层的上表面设有第一涂层，所述中间层的下表面设有第二涂层，所述第一涂层和第二涂层均含有金属-有机框架纳米颗粒。

在一些具体实施例中，所述金属-有机框架纳米颗粒为UIO-66、MIL-101和 ZIF-8中的至少一种。

在一些具体实施例中，所述中间层为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚苯醚和聚苯硫醚中至少一种制备的微孔膜。

在一些具体实施例中，所述中间层的平均孔径为15-50nm，厚度为5-32μm。

在一些具体实施例中，所述第一涂层和第二涂层均含有金属-有机框架纳米颗粒和粘结剂，所述金属-有机框架纳米颗粒和粘结剂的质量比为0.3-9.5：1。

在一些具体实施例中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚甲基基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、丁苯乳胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

在一些具体实施例中，所述第一涂层和第二涂层的厚度为0.5-5μm。

在一些具体实施例中，所述中间层中包括活性材料层。

在一些具体实施例中，所述中间层与所述第一涂层或第二涂层之间还设有氧化锌纳米线层。

在一些具体实施例中，所述活性材料层包括锂过渡金属氧化物基活性材料。

本实施例中的金属-有机框架材料，具有多孔性及大的比表面积，结构与功能多样性及包含不饱和的金属位点，兼具规则的纳米尺寸微孔，为锂离子提供均匀、快速的离子通道，优良的框架强度使其拥有优异的力学性能和耐热性能，为新型锂电隔膜带来了更加优异的效果。

金属-有机框架材料涂层孔隙率高、比表面积大，可改善隔膜的电解液浸润性；金属-有机框架材料涂层可有效改善隔膜的耐热性能，提高电池在高温环境中的安全性能；金属-有机框架材料涂层均匀的孔道结构使锂离子在充放电过程中均匀地沉积/剥离，从根本上抑制锂枝晶的生长；同时，金属-有机框架材料涂层还具有良好的柔韧性和机械性能。

附图说明