[发明专利]一种隔膜及利用该隔膜制备复合电极对的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及利用该隔膜制备复合电极对的方法。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、工作电压高、循环寿命长、自放电低、无记忆效应等优点，因此被广泛应用于移动通讯、笔记本电脑等方面。目前锂离子电池作为电动汽车用动力电池备受关注，内部叠加串联电极制备高电压锂离子电池是解决电动汽车用动力电池安全性和一致性问题的较好方法。

复合电极对的提出是解决内部叠加串联高电压电池压片过程中存在的复合集流体一旦被压破出现裂纹，高电压锂离子电池内部的相邻电池单元之间就会发生短路的理想方案。但是，通常在复合电极对中，将电极活性材料直接涂覆在多孔隔膜上，电极活性材料很容易进入多孔隔膜堵塞孔道，降低隔膜的孔隙率，增加电池内阻；同时，更为严重的是有可能导致正极活性物质和负极活性物质直接接触，使电池发生内部短路。

发明内容

为避免复合电极对制备过程中出现上述问题的可能性，本发明提供一种复合电极对的隔膜，该隔膜应用于复合电极对的制作。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供的复合电极对的隔膜1，其特征在于：包括多孔基体1c和在多孔基体1c的两面由发泡剂1b和聚合物粘合剂1a形成的无孔或少孔涂层，所述发泡剂1b为处于未发泡状态的偶氮类、亚硝基化合物类或磺酰肼类发泡剂中的一种或多种。

所述发泡剂1b与聚合物粘合剂1a的质量比为95∶5～70∶30，发泡剂1b和聚合物粘合剂1a形成的无孔或少孔涂层的厚度小于15μm。

所述多孔基体1c的厚度小于30μm，多孔基体1c的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或其它电子不导电的多孔聚合物材料，或者，所述多孔基体材料为玻璃纤维无纺布、合成纤维无纺布、陶瓷纤维纸或其它电子不导电的无机非金属材料与有机聚合物的复合多孔材料。

所述聚合物粘合剂1a包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、再生纤维素、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶及各类合成粘合剂材料的一种或几种混合物。

所述复合电极对的制备方法：

a、隔膜1的制备：将发泡剂1b和聚合物粘合剂1a均匀分散于溶剂中，然后将混合物分别涂布于多孔基体1c的两面，烘干，制得隔膜1。

b、将正极活性材料、导电剂、粘合剂混合于溶剂中得到正极浆料2，涂布于所述隔膜1的一面，烘干；然后，将负极活性材料、导电剂、粘合剂混合于溶剂中得到负极浆料3，涂布于所述隔膜1的另一面，烘干；步骤a和b均在低于所用发泡剂1b分解温度的温度下实施；所述隔膜1的四周边缘留有宽度大于5mm的未涂布空白区域。

c、加热到发泡剂1b的分解温度(低于电极活性材料中粘合剂的熔点)使发泡剂1b发泡，然后在压力为6～20MPa范围内压片后裁剪制得复合电极对，可以用于锂离子电池的制作。

所述正极活性材料为含锂的磷酸亚铁锂(LiFePO₄)、掺杂锂锰氧化物(Li_0.9～1.2M_0～0.2Mn₂O₄，M是Na、Mg、Ca、Ni、Co中的一种或几种元素)、锂钴氧化物(LiCoO₂)、锂镍钴氧化物(LiNi_0.8Co_0.2O₂)、锂镍锰钴氧化物(LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂或LiNi_2/5Mn_2/5Co_1/5O₂)以及其它含锂金属氧化物的一种或几种混合物；所述的负极活性材料为能够可逆嵌锂的铝基合金、硅基合金、锡基合金、锂钛氧化物(Li₄Ti₅O₁₂)、碳材料的一种或几种混合物；所述的导电剂为炭黑、碳纤维、金属颗粒中的一种或几种混合物。

本发明的技术优势体现在：

本发明避免了复合电极对制备过程中正极活性材料和负极活性材料直接接触形成内部短路的可能性；且降低了复合电极对制备过程中隔膜孔道被堵塞的可能性。

附图说明

图1为隔膜的剖面示意图，图中：1-隔膜；1a-聚合物粘合剂；1b-发泡剂；1c-多孔基体；

图2为复合电极对结构示意图，图中：2--正极浆料；3--负极浆料。

具体实施方式