[发明专利]一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺

说明书

本发明公开了一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺，属于电池隔膜技术领域。本发明的镍钴锰/镍钴铝酸锂电池用功能性隔膜，包括多孔膜基材及涂覆于基材表面的功能性涂层，该功能性涂层的涂料包括填充剂、粘接剂、增稠剂、分散剂和稳定剂，其中所述稳定剂选自三乙烯四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、1，3‑二氨‑2‑羟丙烷‑N，N，N′，N′‑四乙酸、N，N‑二(2‑羟基苯基)亚乙基二胺‑N，N‑二乙酸盐酸盐、二羟乙基甘氨酸中的一种或一种以上的组合。通过采用本发明的技术方案，可以有效抑制镍、钴、锰、铝金属元素的穿梭，从而提高镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池的循环性能。

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，更具体地说，涉及一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺。

背景技术

当前，能源紧张已经成为世界性问题，为了缓解石油资源紧张问题，对替代传统燃油车的新能源汽车的开发已经到了刻不容缓的地步。锂离子电池由于具有能量密度高，自放电低，无记忆效应等突出优点，已经成为移动能源的主要解决方案。随着市场对电动汽车续航里程、快充技术及其安全性能的提高，要求电动汽车所配锂离子电池具有锂离子电池具有更高的能量密度、大的倍率性能、高的安全性能及其长的使用寿命。而三元正极材料以其能量密度高、循环寿命长等优点成为市场上的主要正极材料，其中镍钴锰酸锂以及镍钴铝酸锂以其较低的价格，高的倍率放电性能，良好的循环性能得到了人们的普遍关注。

隔膜作为锂离子电池的一种主材，对锂离子电池的性能起着关键性的影响。在现有技术中，通用的隔膜为聚乙烯(PE)或PP材料拉伸制成的多孔膜，能够起到正负极隔绝和离子传导的作用，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。但目前现有镍钴锰酸锂及镍钴铝酸锂三元电池的循环性能仍不能完全满足使用要求，一直制约着其在电动车领域的推广使用，主要表现为续航里程较短。而影响镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池循环性能的关键因素之一就是正极材料中的镍、钴、锰、铝金属元素在循环过程中容易发生溶出，并从正极经过隔膜进入负极在负极表面沉积，从而破坏SEI膜，严重影响电池的循环寿命。

为了抑制镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂三元电池的金属元素溶出及其穿过隔膜在负极沉积，目前现有技术中通常是采用对正极材料进行表面包覆。如，中国专利申请号为201710011935.3的申请案公开了一种高性能的锰基锂离子电池正极材料及制备方法，该申请案将锰基锂离子电池正极材料粉末分散到LiNO₃和Ga(NO₃)₃溶液中，搅拌，干燥，得到LiGaO2包覆的锰基锂离子电池正极材料的前驱体；将LiGaO2包覆的锰基锂离子电池正极材料的前驱体进行热处理，即得到一种高性能的锰基锂离子电池正极材料。该申请案利用LiGaO2包覆在锰基锂离子电池正极材料的表面，从而在一定程度上能够抑制锰基活性材料表面钝化膜的形成，降低电解液与电极材料的界面电阻，并减少锰离子的溶出。

但通过对正极材料进行表面包覆并不能同时有效抑制镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂电池三元电池中镍、钴、锰、铝金属元素的溶出，因此电池的循环性能仍会受到影响。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有镍钴锰酸锂和和镍钴铝酸锂电池三元电池的正极材料在循环使用过程中镍、钴、锰、铝金属元素易穿过隔膜到达负极，从而影响电池循环性能的不足，提供了一种镍钴锰/镍钴铝酸锂电池及其用功能性隔膜和该隔膜的生产工艺。通过采用本发明的技术方案，可以有效抑制镍、钴、锰、铝金属元素的穿梭，从而提高镍钴锰/镍钴铝酸锂三元电池的循环性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：