[发明专利]一种复合涂层钠离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及钠离子电池制备技术领域，具体涉及一种复合涂层钠离子电池隔膜及其制备方法，包括基膜，涂覆在所述基膜的一侧的钠层，以及背离所述基膜、涂覆在所述钠层的一侧的氧化铝层。该复合涂层钠离子电池隔膜，在基膜和氧化铝层之间涂覆有钠层，能够明显提高隔膜的保液能力，从而加快钠离子的传输速度。钠离子传输速度的加快既能提高钠离子电池的循环性能，又能够降低界面电阻，避免钠枝晶产生刺穿隔膜，从而提高钠离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及二次电池制备技术领域，具体涉及一种复合涂层钠离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

随着新能源的发展，二次充放电电池正面临机遇和挑战。目前锂离子电池的发展非常迅速，广泛应用于能源、航天、化工、医疗等领域，但地球上锂的储量有限，不能满足大规模应用的需求，而同主族的钠在地球上储量丰富，因此，钠离子电池被认为是下一代储能电池的“候选人”。

钠离子电池主要包括正极、电解液、负极、隔膜几个部分，隔膜在电池中有第三“电极材料”之称，由此可见，隔膜是钠离子电池的一个关键组件。隔膜在钠离子电池中的作用包括：(1)隔离开正负极，避免正负极的活性物质相互接触，防止电池内部发生短路；(2)保持足够的电解液，在充放电时，作为钠离子的传输通道，而隔膜本身不参与任何电池反应。目前常用的钠离子电池隔膜为聚烯烃隔膜或氧化铝涂敷隔膜，其存在以下缺陷：隔膜保液能力差，导致钠离子传输速度慢，从而影响钠离子电池的循环性能；并且，钠离子传输速度慢会导致钠离子电池具有较高的界面电阻，从而使负极表面容易产生钠枝晶，钠枝晶的生长会刺穿隔膜造成钠离子电池短路，进而影响钠离子电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种保液能力强、能够明显提高钠离子电池的安全性能和循环性能的复合涂层钠离子电池隔膜。

本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种复合涂层钠离子电池隔膜的制备方法，该制备方法工艺简单、方便操作。

为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

提供一种复合涂层钠离子电池隔膜，包括基膜，涂覆在所述基膜的一侧的钠层，以及背离所述基膜、涂覆在所述钠层的一侧的氧化铝层。

上述技术方案中，所述基膜为聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和无纺布中的一种或多种的组合。

上述技术方案中，所述钠层的浆料的固含量为60～70％，由如下质量百分比的原料组成：

钠化合物 88～92％

粘结剂 4～6％

分散剂 4～6％；

所述氧化铝层的浆料的固含量为50～60％，由如下质量百分比的原料组成：

上述技术方案中，所述钠化合物为Na₂Ti₃O₇、Na₂Ti₆O₁₃、Na_7/9Cu_2/9Fe_1/9Mn_2/3O₂和NaPO₄中的一种或多种的组合。

上述技术方案中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯和丁苯橡胶中的一种或多种的组合。

上述技术方案中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种。

上述技术方案中，所述稳定剂为氢氧化钙。

优选的，所述钠层的浆料由质量百分比为90％钠化合物、5％聚偏氟乙烯和5％分散剂组成。