[发明专利]一种具有补锂效果的复合隔膜及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种具有补锂效果的复合隔膜，其特征在于：包括基膜、分别位于基膜上表面和下表面的第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层、以及位于所述第一陶瓷涂层上表面的补锂凝胶涂层和位于所述第二陶瓷涂层下表面的凝胶涂层。

2.根据权利要求1所述的具有补锂效果的复合隔膜，其特征在于：基膜厚度为5-20μm，基膜为聚乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯无纺布基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合基膜、聚酰亚胺基膜、聚酰亚胺无纺布基膜、聚四氟乙烯基膜、聚四氟乙烯无纺布基膜、聚氯乙烯基膜、聚氯乙烯无纺布基膜中的一种。

3.根据权利要求1所述的具有补锂效果的复合隔膜，其特征在于：陶瓷涂层浆料包括以下以质量百分含量表示的组分：陶瓷粉体90％-98％、粘结剂2％-10％，陶瓷粉体为氧化铝、氧化锆、勃姆石、氢氧化镁、硫酸钡、氧化硅、氮化铝、氧化镁、二氧化钛、氧化钇和氧化铈中的至少一种，粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、丙烯酸、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素纳、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、羧基丁苯乳胶、聚乙烯醇中的至少一种；溶剂为去离子水、乙醇、NMP中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有补锂效果的复合隔膜，其特征在于：补锂凝胶涂层浆料包括以下以质量百分含量表示的组分：金属锂粉30％-50％、锂离子良导体粉体1％-10％和粘结剂40％-60％，锂离子良导体为LiF、Li₂CO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Li₃PO₃、Li₄SiO₄、SiC、SiO₂、CuS中的至少一种，粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯晴、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；溶剂为四氢呋喃、对二甲苯、十八烷基磷酸、不对称醚、环醚中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的具有补锂效果的复合隔膜，其特征在于：凝胶涂层浆料包括以下以质量百分含量表示的组分：锂离子良导体粉1％-10％和粘结剂90％-95％，锂离子良导体为LiF、Li₂CO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Li₃PO₃、Li₄SiO₄、SiC、SiO₂、CuS中的至少一种，粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯晴、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇中的一种；溶剂为四氢呋喃、对二甲苯、十八烷基磷酸、不对称醚、环醚中的至少一种。

6.权利要求1-5任意一项所述的具有补锂效果的复合隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将陶瓷粉体在溶剂中混合均匀，加入粘结剂在分散设备中搅拌分散均匀，得到固含量为20％-80％的陶瓷浆料，以凹版涂布、喷涂、浸涂中的任一方式将混合好的陶瓷浆料涂布于基膜两侧表面，烘干后得到含有陶瓷涂层的隔膜，厚度为0.1-5μm；

(2)根据硅碳负极的容量选择合适的预锂化容量，按照所需的预锂化容量精准计算所需金属锂粉的质量，将金属锂粉与锂离子良导体粉体在溶剂中混合均匀，加入粘结剂材料在分散设备中搅拌分散均匀，得到固含量为20％-60％的补锂浆料；将制备好的补锂浆料涂在含有陶瓷涂层的基膜上面向锂离子电池负极极片一侧，厚度为0.1-5μm；

(3)将锂离子良导体粉体在溶剂中混合均匀，加入粘结剂材料在分散设备中搅拌分散均匀，得到固含量为20％-60％的胶液，将制备好的胶液涂在含有陶瓷涂层的基膜上面向锂离子电池正极极片一侧，厚度为0.1-5μm。

7.一种锂离子电池，包括正极极片和负极极片，其特征在于：还包括权利要求1-5任意一项所述的复合隔膜，复合隔膜的补锂凝胶涂层面向锂离子电池负极极片一侧，复合隔膜的凝胶涂层面向锂离子电池正极极片一侧。