[发明专利]一种温度响应自阻燃复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度响应自阻燃复合隔膜及其制备方法，所述具有感温和阻燃的复合隔膜包括基膜以及涂覆于所述基膜至少一个表面的温度响应阻燃涂层；所述基膜为多孔薄膜；所述涂层包括高分子聚合物、多孔相变载体以及填充在多孔载体中的阻燃剂。本发明能够在抑制电池内部副反应的基础上同时显著提高电池的安全性。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，具体为一种温度响应自阻燃复合隔膜及其制备方法。

背景技术

随着便携式电子设备、电动汽车和智能电网日益增长的需求，锂离子电池面临着更高的技术挑战，特别是超高能量密度电池的安全问题。当锂离子电池处于滥用状态时，电池内部温度升高并引发一系列放热的副反应。反应积累的热量会使电池的温度进一步升高并最终导致热失控。到目前为止，人们从材料或电芯的角度，提出了许多安全保护策略，如开发热稳定材料或自我保护修饰剂等，但大部分优化的策略由于制造工艺比较复杂，成本较高并且加重电池内部副反应而难以大规模商用化。在电解液中加入阻燃剂来抑制电池的燃烧是一种简单可行的方法，但含磷添加剂不可避免地会影响电子/离子传输，降低电池的电化学性能。为了解决上述问题，CN202210895636提出了一种阻燃隔膜，虽然电池的安全性能够提高，但额外的物质(载体材料)引入电解液中，增加了电池内部的副反应，基于此，我们来提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度响应自阻燃复合隔膜及其制备方法，解决了背景技术中所提出的问题。

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够规模化生产的温度响应自阻燃隔膜及制备方法，所述温度响应自阻燃隔膜中不仅采用的是柔性高分子材料做基底，而且引入的相变材料能够在电池内部温度升高时分解作为固态电解质界面的修复剂，并且解决电池安全问题。所述阻燃隔膜能够充分满足电子设备阻燃隔膜的各项要求。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种具有感温和阻燃的复合隔膜及其制备方法。所述具有感温和阻燃的复合隔膜包括基膜以及涂覆于所述基膜至少一个表面的温度响应阻燃涂层。

本发明中，所述多孔薄膜为聚合物微孔膜；

优选地，所述多孔薄膜包括聚丙烯膜(PP)、流延聚丙烯薄膜(CPP)、耐高温聚酯薄膜(PET)、双向拉伸聚丙烯薄膜(OPP)或聚酰亚胺薄膜(PI)组合中的任意一种或至少两种。

优选地，所述多孔薄膜的厚度为1～35μm，进一步优选为2～20μm。

本发明中，所述温度响应相变材料为有机石蜡，糖醇、脂肪酸，聚(偏氟乙烯六氟丙烯)，无机水合盐和硬脂酸的一种或几种。

本发明中，所述阻燃剂载体为介孔分子筛，氧化钛、勃姆石氢氧化铝、硅溶胶、钛溶胶、铝溶胶，介孔二氧化硅微球，MOF,多孔陶瓷纳米棒中的一种或几种。

本发明中，所述阻燃剂为磷酸二甲酯，磷酸三乙酯，磷酸三丙酯，全氟-2-甲基-3-戊酮以及高氟量有机溶剂中一种或几种。

本发明中，所述相变材料、阻燃剂和多孔载体的质量之比为3-10：5-7：1。

本发明提供的温度响应自阻燃复合隔膜的制备方法中，阻燃剂以及相变材料都是选用的与电解液无反应的材料，而且它们能够辅助电解液生成稳定的固态电解质界面，有助于实现高能量密度和高安全性的锂电池。

优选的，所述涂覆浆料的固含量为1-15wt％。

优选的，溶剂为DMF、DMAC、DMSO、丙酮、NMP中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过采用此种方式制备的隔膜能够显著提升锂电池的循环性能并具有低的智能响应温度，充分保证电池安全性能。

附图说明