[发明专利]一种隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种隔膜及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将分散剂、粘结剂、聚三苯胺添加剂与溶剂进行一步混合得到混合溶液；(2)将增稠剂和步骤(1)得到的混合溶液进行二步混合调节pH后加入无机陶瓷粉颗粒，得到陶瓷浆料；(3)将步骤(2)得到的陶瓷浆料涂覆在基膜表面，烘干后得到所述隔膜。本发明将聚三苯胺类添加剂应用于锂离子电池用隔膜中，在传统的陶瓷隔膜基础上，增加隔膜对电解液浸润性同时改善隔膜离子传导能力，改善大尺寸电池长期循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

常规基膜、以及氧化铝/勃姆石涂覆涂覆的陶瓷隔膜，由于PE/PP以及无机陶瓷粉本身不吸收电解液，隔膜对电解液的吸液率及保液率偏低，在车用大尺寸电池存在浸润不良、电池内阻变大的问题。

CN113224458A公开了一种高安全性长寿命陶瓷隔膜的制备方法，包括如下步骤：1)聚合物溶液的制备：将聚合物粉末溶解并超声除去气泡，制备得到质量浓度为5～30％的聚合物溶液；2)立体复合陶瓷隔膜的制备：取具有孔洞的有机隔膜基材，在有机隔膜基材的表面涂覆一层陶瓷浆料，干燥后形成陶瓷涂覆层，得到陶瓷涂覆隔膜；在陶瓷涂覆隔膜的表面及孔洞的内壁连续包覆一层耐热层，得到立体复合陶瓷隔膜；3)高安全性长寿命陶瓷隔膜的制备：采用静电纺丝技术，在立体复合陶瓷隔膜表面制备厚度为5nm～10μm的聚合物层；随后经干燥、热压，得到高安全性长寿命陶瓷隔膜。

CN111244368A公开了一种陶瓷隔膜，在隔膜基材上涂覆有第一水性浆料涂层，所述第一水性浆料涂层表面涂覆有第二水性浆料涂层。所述第二水性浆料涂层厚度大于所述第一水性浆料涂层，所述一水性浆料涂层致密性大于所述第二水性浆料涂层。

上述方案所述隔膜存在有浸润性差或离子传导能力差的问题，因此，开发一种对电解液的浸润性较好同时改善隔膜离子传导能力的锂离子电池用隔膜是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔膜及其制备方法和应用，本发明将聚三苯胺类添加剂应用于锂离子电池用隔膜中，在传统的陶瓷隔膜基础上，增加隔膜对电解液浸润性同时改善隔膜离子传导能力，改善大尺寸电池长期循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种隔膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将分散剂、粘结剂、聚三苯胺添加剂与溶剂进行一步混合得到混合溶液；

(2)将增稠剂和步骤(1)得到的混合溶液进行二步混合调节pH后加入无机陶瓷粉颗粒，得到陶瓷浆料；

(3)将步骤(2)得到的陶瓷浆料涂覆在基膜表面，烘干后得到所述隔膜。

本发明在隔膜的陶瓷涂层中加入聚三苯胺类添加剂，聚三苯胺类化合物具有优异的电荷传输性能，聚三苯胺结构单元其有特有的π共轭结构、良好的空穴传输能力，聚三苯胺具有可逆的氧化还原反应和电化学稳定性，电池充放电过程中伴随电解液中阴离子的嵌入和脱出，作为正极材料应用在电池中，同时对电解液有良好的吸附及保液性能。

优选地，步骤(1)所述分散剂包括聚羧酸铵盐、聚丙烯铵或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，以所述混合溶液的质量为100％计，所述分散剂的质量分数为0.1～2％，例如：0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.5％或2％等。

优选地，所述粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸改性聚合物、丁苯橡胶或聚多巴胺中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，以所述混合溶液的质量为100％计，所述粘结剂的质量分数为2～10％，例如：2％、4％、6％、8％或10％等。

优选地，所述溶剂包括去离子水。