[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法和钠离子电池

说明书

本发明提供一种复合隔膜及其制备方法和钠离子电池。所述复合隔膜包括基膜以及涂覆在所述基膜一侧的涂层；所述涂层包括低熔点聚合物以及任选的陶瓷颗粒；所述低熔点聚合物的熔点为90‑120℃。本发明提供的复合隔膜具有良好的延展性和拉伸力学性能，有利于提升其抗穿刺强度，进而防止隔膜变形，防止钠离子电池失效，提升钠离子电池的抗变形能力，且可防止电池卷绕切边导致毛刺不良结果以及提高钠离子电池的安全性能。

技术领域

本发明属于隔膜材料技术领域，具体涉及一种复合隔膜及其制备方法和钠离子电池。

背景技术

隔膜作为钠离子电池的重要组成部分之一，其主要起到保证锂离子自由通过形成回路，并阻止正负极接触起到电子绝缘作用；同时当电池内部的温度过高时，隔膜起到的闭孔效能够阻止电流的传导，保证电池的安全性能。

目前，隔膜的种类包括多层聚烯烃隔膜、陶瓷隔膜或聚合物隔膜。其中，多层聚烯烃隔膜的破膜温度较低，并且聚烯烃膜对电解质的亲和性较差，且多层聚烯烃隔膜的纤维结构为线条状，一旦发生短路，会使短路面积瞬间迅速扩大，热量急剧上升难以排出，存在潜在的爆炸可能。同时，陶瓷隔膜的闭孔温度较高以及聚合物隔膜的强度较低，均存在一些使用问题。

CN113054324A公开了一种安全隔膜，其包括多孔基材、涂覆在多孔基材至少一侧的耐热涂层以及涂覆在多孔基材或耐热涂层上的低闭孔温度涂层。其通过设置耐热涂层提高隔膜的破膜温度以及耐热收缩性能，同时，引入低闭孔温度涂层，其中的低熔融温度或低黏流温度的粘结性自闭树脂能够在一定温度下能够快速熔融或软化，封闭多孔基膜孔隙，达到降低闭孔温度的目的。然而，其提供的隔膜的热收缩率仍较高以及粘结力较低。

因此，在本领域中，亟需开发一种复合隔膜，其不仅具有良好的耐热性能和较低的热收缩率，同时具有较低的热闭孔温度和优异的力学性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合隔膜及其制备方法和钠离子电池。本发明提供的复合隔膜具有良好的延展性和拉伸力学性能，有利于提升其抗穿刺强度，进而防止隔膜变形，防止钠离子电池失效，提升钠离子电池的抗变形能力，且可防止电池卷绕切边导致毛刺不良结果以及提高钠离子电池的安全性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种复合隔膜，所述复合隔膜包括基膜以及涂覆在所述基膜一侧的涂层；

所述涂层包括低熔点聚合物以及任选的陶瓷颗粒；

所述低熔点聚合物的熔点为90-120℃。

在本发明中，所述低熔点聚合物的熔点为90-120℃，例如可以为90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、118℃、120℃。

本发明通过在涂层中添加低熔点聚合物，调控低熔点的聚合物的熔点以此增大隔膜的闭孔温度与破膜温度的差值，有助于阻断钠离子传输和中断钠离子电池反应，进而防止热失控的发生，得到高安全性能和低热收缩率的复合隔膜，从而增强钠离子电池安全性能。此外，添加陶瓷颗粒能够增加复合隔膜对电解液的浸润性能和保液能力。

优选地，所述低熔点聚合物的熔点为108-120℃，例如可以为108℃、110℃、112℃、115℃、118℃、120℃。

优选地，所述低熔点聚合物的粒径为0.5-2μm，优选为0.5-1μm，例如可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2μm。

优选地，所述基膜包括聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯撑苯并二恶唑或聚醚醚酮。