[发明专利]一种消除质子氢的涂覆隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种消除质子氢的涂覆隔膜及其制备方法，用于消除或吸附质子氢（H+），降低电池在使用过程中因电解液发生分解产生的氢氟酸（HF）或者质子氢（H+）的量。一种消除质子氢的涂覆隔膜包括基膜和涂层，涂层由涂覆浆料涂覆在基膜表面干燥形成，涂覆浆料由无机陶瓷涂覆材料或有机涂料与分散剂混合后加入到溶剂中进行球磨或搅拌，再加入包含给电子基团的树脂形成。一种消除质子氢的涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将无机陶瓷涂覆材料或有机涂料与分散剂混合后加入到溶剂中，进行球磨或搅拌，之后加入包含给电子基团的树脂，并搅拌，得到涂覆浆料；（2）将得到的浆料涂覆在基膜表面，干燥处理后得到复合隔膜。

技术领域

本发明涉及一种消除质子氢的涂覆隔膜及其制备方法，属于锂离子电池隔膜技术领域。

背景技术

隔膜作为锂离子电池体系中关键主材，主要起到隔绝正、负极，防止短路，同时保证具有一定的电解质浸润性和保液性，为锂离子传输提供通道。隔膜各项性能直接决定电池的界面性能及内阻，进而影响到电池充放电性能及循环性能。

现有技术的锂离子电池隔膜主要以聚烯烃多孔隔膜为主，制备方法主要分为干法、湿法拉伸，如公开号为CN100448922C、名称为“由聚烯烃制得的微多孔膜”的专利公开了一种由聚烯烃制得的微多孔膜的方法及相关特性。公开号为CN107910476A、CN108565382A、CN109686900A及CN107275550A公开了通过无机或无机有机混涂，主要改善隔膜的耐热性和浸润性。

虽然现有聚烯烃多孔隔膜在锂离子电池中能够成熟应用，但随着锂离子电池在高功率、高能量密度、长倍率循环方面的广泛应用，对隔膜提出了更加严格的要求。常规隔膜及涂覆隔膜在电池中主要起物理隔离正负极作用，但电池在使用过程中电解液发生分解产生的氢氟酸（HF）或者质子氢（H+）对电极材料尤其是正极材料腐蚀或反应，损坏电极活性位点，致使电池循环性能及容量衰减。而现有技术并没有一种能消除或吸附质子氢（H+）的锂电池隔膜，避免电池在使用过程中电解液发生分解产生的氢氟酸（HF）或者质子氢（H+）。为了满足动力电池发展的需要，因此开发能够有效消除或吸附质子氢（H+）电池隔膜已非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除质子氢的涂覆隔膜及其制备方法，用于消除或吸附质子氢（H+），降低电池在使用过程中因电解液发生分解产生的氢氟酸（HF）或者质子氢（H+）的量。

本发明采用如下技术方案：一种消除质子氢的涂覆隔膜，其包括基膜和涂层，涂层由涂覆浆料涂覆在基膜表面干燥形成，涂覆浆料由无机陶瓷涂覆材料或有机涂料与分散剂混合后加入到溶剂中进行球磨或搅拌，再加入包含给电子基团的树脂形成。

一种消除质子氢的涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将无机陶瓷涂覆材料或有机涂料与分散剂混合后加入到溶剂中，进行球磨或搅拌，之后加入包含给电子基团的树脂，并搅拌，得到涂覆浆料；（2）将得到的浆料涂覆在基膜表面，干燥处理后得到复合隔膜。

所述步骤（1）得到的浆料中，重量百分含量如下：所述无机陶瓷涂覆材料为所述浆料的0%-50%，所述有机涂料为所述浆料的0%-25%，所述分散剂为无机陶瓷涂覆材料或有机涂料的0.02%-0.45%，所述包含给电子基团的树脂为无机陶瓷涂覆材料或有机涂料的0.1%-60%或所述浆料的0.02%-30%。

所述步骤（1）中无机陶瓷涂覆材料为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、MgO、Mg(OH)₂、黏土、ZrO₂、SiC的陶瓷粉料中的一种或两种以上；有机涂覆材料为聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、芳纶的有机粉料或悬浮液中的一种或两种以上。

所述步骤（1）中分散剂为聚吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合分散剂。