[发明专利]导电陶瓷复合隔膜和固态电池

说明书

本公开涉及导电陶瓷复合隔膜和固态电池。所述导电陶瓷复合隔膜包括：多孔基膜，和在所述多孔基膜一侧或两侧上涂覆的导电陶瓷复合涂层，所述导电陶瓷复合涂层包括有机聚合物、纳米无机固态电解质、高分子接枝改性陶瓷、粘结剂和润湿剂，其中，基于所述导电陶瓷复合涂层的总重量，所述有机聚合物的含量为5～80wt％，所述纳米无机固态电解质的含量为10～85wt％，所述高分子接枝改性陶瓷的含量为1～20wt％，所述粘结剂的含量为1～12wt％，所述润湿剂的含量为0.1～0.5wt％。

技术领域

本公开涉及电池隔膜领域，具体涉及一种导电陶瓷复合隔膜和包含该隔膜的固态电池。

背景技术

近年来，在新能源汽车领域，锂离子电池的需求逐年增加。目前锂离子电池普遍采用液态有机电解液来进行离子传导，但有机电解液容易出现漏液、腐蚀电极、燃烧爆炸等事故，存在较大的安全隐患。

固态电解质电池因具有有机液态电池特性及较高的安全性而逐渐进入大众视野。固态电解质包括有机聚合物电解质、无机电解质及复合电解质。聚合物电解质常温下导电率较低，无机固体电解质成本较高，而复合电解质机械性能较差、与正负极片间界面阻力较大。

CN106654362A涉及一种复合固态电解质膜、制备方法及锂离子电池，其中通过在聚合物多孔基膜上涂覆一层无机固体电解质涂层来提高离子电导率，通过在无机电解质涂层外表面涂覆一层有机聚合物电解质来提高高电导率无机电解质与正负极片的界面相容性，以提高电池的循环性能。

CN104103873A涉及一种固态电解质膜，该固态电解质膜由固态电解质层和多孔陶瓷层复合而成，其中固态电解质层均匀覆盖在多孔陶瓷层上，此复合隔膜在一定程度上改善了锂离子传递。

发明内容

本申请发明人对上述现有技术的研究发现，在CN106654362A的情况下，其三明治结构使得隔膜较厚，不利于在高能量密度锂电池中的应用，且低温下循环性能也会受影响，而在CN104103873A的情况下，所采用的多孔陶瓷层将使隔膜的电导率显著下降。

针对上述问题，本公开一方面提供一种导电陶瓷复合隔膜，其包括：

多孔基膜，和

在所述多孔基膜一侧或两侧上涂覆的导电陶瓷复合涂层，

所述导电陶瓷复合涂层包括有机聚合物、纳米无机固态电解质、高分子接枝改性陶瓷、粘结剂和润湿剂，其中，基于所述导电陶瓷复合涂层的总重量，所述有机聚合物的含量为5～80wt％，所述纳米无机固态电解质的含量为10～85wt％，所述高分子接枝改性陶瓷的含量为1～20wt％，所述粘结剂的含量为1～12wt％，所述润湿剂的含量为0.1～0.5wt％。

本公开另一方面涉及制备上述导电陶瓷复合隔膜的方法，包括：

(1)将高分子接枝改性陶瓷、纳米无机固态电解质和有机聚合物、粘结剂、润湿剂和有机溶剂混合得到复合陶瓷浆料，其中，基于所述浆料的固体总重量，有机聚合物的含量为5～80wt％，纳米无机固态电解质的含量为10～85wt％，高分子接枝改性陶瓷的重量比为1～20wt％，粘结剂的含量为1～12wt％，润湿剂的含量为0.1～0.5wt％；

(2)将复合陶瓷浆料涂覆于多孔基膜的一侧或两侧后干燥得到导电陶瓷复合涂层。

本公开又一方面提供一种固态电池，其包括：涂覆正极活性物质的正极片、导电陶瓷复合隔膜、充斥在复合隔膜中的电解液及负极片。

有益效果