[实用新型]包含蜂窝状孔结构聚合物涂层的锂离子电池隔膜

说明书

本实用新型涉及一种包含蜂窝状孔结构聚合物涂层的锂离子电池隔膜，锂离子电池隔膜包括：多孔基膜，聚合物涂层，混合涂层，混合涂层设置在多孔基膜的另一侧表面上，机聚合物纳米纤维层设置在混合涂层与多孔基膜之间。本申请提供的上述方案，多孔基膜孔径大、聚合物涂层的孔隙率高，从而有效避免了涂覆隔膜容易发生堵孔及透气不良的问题；同时纳米红磷颗粒能够有效地吸附多硫化物，很好地抑制飞梭效应，将导电碳引入电池隔膜中，能为纳米红磷颗粒纳米粒子提供导电网络，电池隔膜使用超低成本的纳米红磷颗粒作为原材料，成本低，便于大规模制备。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池隔膜材料技术领域，特别是涉及一种包含蜂窝状孔结构聚合物涂层的锂离子电池隔膜。

背景技术

目前，锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应、长循环寿命等众多优点而被广泛应用。传统的锂离子电池基本组成部分包括正极片、负极片、电解液、隔膜以及电池外壳。其中，隔膜因为其在锂离子电池中的关键性作用而被称作电池的“第三极”而市场上广泛应用的为聚烯烃隔膜及其涂覆隔膜。

但涂覆隔膜，特别是聚合物涂覆隔膜容易发生堵孔及透气不良等现象，因而开发一种大孔径，高孔隙率的聚合物涂层十分重要。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的涂覆隔膜容易发生堵孔及透气不良的问题，提供一种包含蜂窝状孔结构聚合物涂层的锂离子电池隔膜。

本实用新型提供了一种包含蜂窝状孔结构聚合物涂层的锂离子电池隔膜，所述锂离子电池隔膜包括：

多孔基膜，所述多孔基膜的厚度为5-32μm，孔径为10-50nm；

聚合物涂层，所述聚合物涂层设置在所述多孔基膜的一侧表面上，且所述聚合物涂层的厚度为1-5μm，孔径为0.5-5μm，孔隙率为50-90％；

混合涂层，所述混合涂层设置在所述多孔基膜的另一侧表面上，所述混合涂层包括纳米红磷颗粒和导电碳；

所述混合涂层的厚度为4～28μm，纳米红磷颗粒与导电碳的质量比为0.05～1：1；

所述纳米红磷颗粒的粒径为50～2000nm；

有机聚合物纳米纤维层；所述机聚合物纳米纤维层设置在所述混合涂层与多孔基膜之间，且所述有机聚合物纳米纤维层的厚度为5μm～15μm。

上述锂离子电池隔膜中的多孔基膜孔径大、聚合物涂层的孔隙率高，从而有效避免了涂覆隔膜容易发生堵孔及透气不良的问题；同时纳米红磷颗粒能够有效地吸附多硫化物，很好地抑制飞梭效应，将导电碳引入电池隔膜中，能为纳米红磷颗粒纳米粒子提供导电网络，且利用被纳米红磷颗粒吸附的多硫化物，提高硫的利用率；电池隔膜使用超低成本的纳米红磷颗粒作为原材料，成本低，便于大规模制备；进一步通过在有机聚合物纳米纤维层中增加聚烯烃涂层，能够在温度较高的情况下，隔膜仍有很好的热稳定性，热膨胀系数小。

在其中一个实施例中，所述多孔基膜为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺，聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚苯醚以及聚苯硫醚中至少一种制备的微孔膜。

在其中一个实施例中，所述微孔膜的一个侧面上还设置有陶瓷涂层。

在其中一个实施例中，所述陶瓷涂层包含陶瓷粒子和粘结剂；

所述陶瓷微粒的粒径为0.1～5μm，所述陶瓷微粒为选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氢氧化镁、勃姆石中的一种或几种；

所述粘结剂为选自聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯、丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚氨酯、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物中的一种或几种。