[发明专利]一种复合隔膜、锂电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种复合隔膜、锂电池及其制备方法。

背景技术

随着近年来电子产品的普及，作为其电源的锂电池，因具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高和无记忆效应等优点，越来越受到重视。并且在电动工具、电动汽车以及大型储能等领域，对锂电池的安全性和性能也有越来越高的要求。

在锂离子二次电池的组成中，正极材料是电池的关键材料之一，也是决定锂离子电池性能和价格的重要因素。但是，由于当前电解液的稳定性较差，特别是电解液的电化学窗口较窄，充放电过程中易在高电压的正极表面发生分解，造成电极表面的固体电解质界面(solid electrolyte interface，SEI)膜厚度增厚，导致电池的循环性能较差，性能衰减严重。另外，在高电压、大电流等情况下，锂离子二次电池的另一个关键部件-负极的表面的SEI膜容易产生缺陷，修补SEI膜会造成电池不可逆容量；同时，类同补丁式的SEI膜生成，进一步影响负极的表面质量，增加电池的内阻特性。

发明内容

本发明实施例提供了一种复合隔膜，可以使SEI膜稳定，从而更好的保护正负电极；并且可以稳定电解液，防止电解液在正极表面发生分解。

一方面，本发明实施例提供了一种复合隔膜，包括：基体隔膜层；无机锂盐层，所述无机锂盐层包括难溶或微溶于有机电解液的无机锂盐；其中，所述无机锂盐层涂覆在所述基体隔膜层表面，或者，所述无机锂盐层嵌入所述基体隔膜层。

在一种可能的实现方式中，所述无机锂盐包括碳酸锂、硅酸锂、偏硅酸锂、硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂、亚硫酸锂、磷酸锂、钼酸锂、磷酸氢二锂、氯化锂、高氯酸锂、氟化锂、四氯铝酸锂和偏硼酸锂中的一种或多种。

在一种可能的实现方式中，所述无机锂盐层还包括陶瓷材料；所述陶瓷材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化钙中的一种或几种。

在一种可能的实现方式中，所述氧化铝包括纳米氧化铝，所述二氧化硅包括纳米二氧化硅；所述氧化钙包括纳米氧化钙。

在一种可能的实现方式中，所述无机锂盐和所述陶瓷材料的质量比≥1：99。

在一种可能的实现方式中，所述无机锂盐层涂覆在所述基体隔膜层表面具体包括：所述无机锂盐层涂覆在所述基体隔膜层一侧表面或两侧表面。

在一种可能的实现方式中，所述无机锂盐层的厚度为0.1～50μm。

在一种可能的实现方式中，所述基体隔膜层的厚度为1～80μm。

在一种可能的实现方式中，所述基体隔膜层由聚乙烯、聚丙烯、微孔橡胶膜、聚酰亚胺、纤维素、聚偏氟乙烯、陶瓷、高分子固态电解质或无机固态电解质材料中的一种或几种组成。

第二方面，本发明实施例还提供了一种复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：将第一方面提供的无机锂盐层的材料和溶剂混合，以得到混合物；将所述混合物涂覆于基体隔膜层表面，干燥得到所述复合隔膜材料。

第三方面，本发明实施例还提供了一种锂电池，包括正极、负极、第一方面提供的隔膜。

第四方面，本发明实施例还提供了一种锂电池的制备方法，包括以下步骤：制备锂电池正极和负极；使用所述正极、负极和第一方面提供的隔膜制备锂电池，并经过化成。

本发明实施例提供了的复合隔膜包括难溶或微溶于有机电解液的无机锂盐，在锂电池化成过程中，微量的无机锂盐溶解于电解液中，使得形成的SEI膜更加稳定，在电池使用过程中，SEI膜不容易产生缺陷，对正负电极起到更好的保护作用；并且，电解液中微量的无机锂盐可以提高电解液的稳定性，防止电解液在正极材料的表面发生分解。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种复合隔膜的结构示意图；

图1c为本发明实施例提供的另一种复合隔膜的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的另一种复合隔膜的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的锂电池的性能展示图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。