[发明专利]隔膜、制备方法及锂离子电池

说明书

提供一种隔膜，包括式1和/或式2所示结构，其中，R为‑F、苯环、氟取代的苯环、氰基取代的苯环或C_1‑8的全氟碳链的一种或几种。还提供该隔膜的制备方法和包括该隔膜的锂离子电池。本发明的隔膜，将聚合物电解质固定于隔膜上，提高电解质的力学性能。将离子电导率高的磺酰亚胺类锂盐接枝到隔膜上，限制阴离子的移动，从而降低电池内部的浓差极化。选用无定形态的PEO寡聚物(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯)作为锂离子传导链段，增强链段运动能力，提高锂离子的传导能力。

技术领域

本发明属于化学电源领域，具体涉及一种隔膜、其制备方法和包括该隔膜的锂离子电池。

背景技术

目前固体电池多采用PEO基固态聚合物电解质，而PEO基固态聚合物电解质是双离子导体(即阴阳离子发生迁移)，但阴离子不参与电极反应，而是聚集在正极表面，因此电池充放电过程中会产生浓差极化，降低其循环寿命和倍率性能。并且PEO由于其高结晶性导致其链段运动受限，室温离子电导率低。为了提高离子电导率质通常采用链段柔顺性好的无定形结构聚合物，但同时通常伴随着力学性能的下降，且不易制得独立支撑的聚合物电解质薄膜。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种隔膜、其制备方法及包含该隔膜的锂离子电池。

本发明一方面提供一种隔膜包括式1和/或式2所示结构，

其中，R为-F、-CF₃、苯环、氟取代的苯环、氰基取代的苯环或C_1-8的全氟碳链的一种或几种。

本发明另一方面提供上述隔膜的制备方法，将引发剂溶于溶剂中并将含有式4结构的隔膜浸入其中，随后注入式5所示化合物和式6所示聚合物，

其中，R为-F、苯环、氟取代的苯环、氰基取代的苯环或C_1-8的全氟碳链的一种或几种。

本发明另一方面还提供上述隔膜的制备方法，将引发剂溶于溶剂中并将含有式4结构的隔膜浸入其中，随后注入式6所示聚合物、式7和式8所示化合物和氢氧化锂，

其中，R为-F、苯环、氟取代的苯环、氰基取代的苯环或C_1-8的全氟碳链的一种或几种。

本发明另一方面又提供一种包括上述隔膜或由上述方法制备的隔膜的锂离子电池。

本发明的隔膜，将聚合物电解质固定于隔膜上，提高电解质的力学性能。将离子电导率高的磺酰亚胺类锂盐接枝到隔膜上，限制阴离子的移动，从而降低电池内部的浓差极化。选用无定形态的PEO寡聚物(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯)作为锂离子传导链段，增强链段运动能力，提高锂离子的传导能力。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

本发明的隔膜包括式1和/或式2所示结构，

其中，R为-F、苯环、氟取代的苯环、氰基取代的苯环或C_1-8的全氟碳链的一种或几种。本发明将聚合物电解质固定于隔膜，提高电解质的力学性能。并且，磺酰亚胺类锂盐被固定，因此限制阴离子的移动，降低电池内部的浓差极化。PEO链段作为锂离子传导链段，增强链段运动能力，从而提高锂离子的传导能力。

在优选的实施方式中，式1或式2中x＝1-2000、y＝1-2000、n＝2-30。若x、y和n的取值超过上限，则分子量过高，会降低隔膜孔隙率，阻碍锂离子的迁移。