[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明提出一种复合隔膜，是聚合物和基膜复合的膜，所述聚合物选自全氟磺酸聚合物、磺化聚磷腈和磺化聚醚醚酮中的一种，所述基膜为PP膜、PE膜或者PP和PE的复合多孔膜，所述聚合物渗入到所述基膜表面的微孔中。本发明还提出所述复合隔膜的制备方法及用其制成的电池。本发明提出的复合隔膜，直接用聚合单体在基膜表面发生聚合，形成复合隔膜，解决了PP和PE基膜厚度变薄后，容易发生自放电异常的现象，因聚合物的作用，基膜与极片之间相互浸润，降低了电池的内阻。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种复合电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池以其长寿命、高比能量、自放电率低和无记忆效应等优点，在全球二次电池市场占据主导地位，在便携式电子设备、工业应用和电动汽车等领域得到了广泛应用。其中隔离膜是锂离子电池的重要组成部分，是用于隔开正负极极片的微孔膜,其主要功能是防止两极接触而发生短路同时使电解质离子通过。其性能决定着电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环以及电池的安全性能。目前，商品化的锂离子电池隔膜产品多为聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯PE单层膜、聚丙烯PP单层膜以及由PP和PE复合的PP/PE/PP多层微孔膜。为了提高电池能量密度，隔膜需要越做越薄，但是隔膜厚度减小会降低穿刺强度，导致电池自放电比率增加；且因PP和PE膜电解液浸润能力问题，隔膜与极片之间可能存在浸润不完全区域，电解液未浸润区域电阻会急剧增大，形成温度热点。

为了解决上述问题，常规的是在PP和PE隔膜表面涂覆无机陶瓷层或者PVDF层，如专利CN 107768582A提出用纳米Al₂O₃层和纳米高纯氧化铝层组合提高膜整体的热收缩、穿刺、中和游离的HF和吸液、保液能力。专利CN207165671U将交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物的碱性陶瓷涂层单面或者双面涂覆在聚烯烃基膜表面，制备得到高安全性的锂电池隔膜。专利CN105552277B采用水作为PVDF材料的溶剂，且不添加任何增稠剂，得到低粘度水性PVDF涂覆浆料，使用该浆料涂覆后得到PVDF颗粒排布整齐且相对疏松的超薄涂层，该隔膜可有效提升隔膜硬度。现有技术主要是在隔膜表面形成涂层，涂层与基膜的结合力较弱，多次循环后电池的整体性能会下降。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的旨在开发一种复合隔膜，以解决PP和PE基膜厚度变薄后，容易发生自放电异常的现象，以及基膜与极片之间浸润不完全导致局部内阻上升问题。

本发明的第二个目的是提出所述复合隔膜的制备方法。

本发明的第三个目的是提出用所述复合隔膜制成的锂离子电池。

为实现本发明的目的的技术方案为：

一种复合隔膜，是聚合物和基膜复合的膜，所述聚合物选自全氟磺酸聚合物、磺化聚磷腈和磺化聚醚醚酮中的一种，所述基膜为PP膜、PE膜或者PP和PE的复合多孔膜，所述聚合物渗入到所述基膜表面的微孔中。

本复合隔膜采用的聚合物是液体，将隔膜浸润到液体中一段时间，液体就会进入隔膜孔道中。

其中，所述全氟磺酸聚合物的结构通式为

其中x＝3～10，y＝0～1，z＝0～2，n＝2～5；

所述磺化聚磷腈的结构通式为

其中R₁为(CH₃-CH₃)_m，m＝0～10；R₂为(CH₃-CH₃)_p，p＝0～10；

q＝5～5000；

所述磺化聚醚醚酮的结构通式为其中r＝5～5000。