[发明专利]一种复合隔膜、其制备方法及二次电池

说明书

本发明提供了一种复合隔膜及其制备方法以及二次电池，所述复合隔膜包括复合网状垫和涂布在复合网状垫至少一面的无机涂层，所述复合网状垫包括网状垫和浸润在所述网状垫空隙内的芳纶凝胶。所述制备方法包括如下步骤，步骤一：提供一种网状垫材料的溶液，将该溶液纺丝成纤维，将所述纤维压制成网状垫；步骤二：采用芳纶溶液涂布浸润所述网状垫，随后经沉积槽沉积凝胶浴凝胶，形成复合网状垫；步骤三：提供一种涂布浆料，将涂布浆料涂布于所述复合网状垫的至少一面，经干燥、定型，形成复合隔膜。采用本发明所述方案制备的复合隔膜具有不燃性、大孔隙率、优良的耐高温性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及二次电池隔膜领域，特别涉及一种复合隔膜的制备方法、复合隔膜及二次电池。

背景技术

锂二次电池作为新能源产业的杰出代表，近年呈现出井喷式的增长，尤其是在电动汽车领域，具备大倍率充放性能的动力电池更是出现了供不应求的局面。随着锂二次电池在电动汽车上的大量应用，电池安全性已经成为动力电池检验的重要标准之一。其中，锂电池隔膜是单体电芯安全性保障的第一条“防线”。目前正广泛应用于锂电池中的隔膜主要为聚烯烃类融熔拉伸隔膜，这些材料所拥有的关闭效应在电池发热时有助于安全性的提高。

然而，动力电池要求能够进行大电流充放电，这就要求隔膜具有较大的孔隙率(50％)，和较低的内阻。现有市场上的以聚烯烃为主的锂电隔膜孔隙率一般都在30-50％左右。当孔隙率超过50％后，其力学强度会大幅度下降，孔径分布增大，且聚烯烃耐高温性能不足，具有燃烧性,造成其安全性大大下降。所以开发一种新型高强度耐高温不燃烧高孔隙率锂电池隔膜从而推动动力锂离子电池的进一步发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种复合隔膜，采用上述复合隔膜的制备方法制备，包括复合网状垫和涂布在复合网状垫至少一面的无机涂层，所述复合网状垫包括网状垫和浸润在所述网状垫空隙内的芳纶凝胶。

所述网状垫作为复合网状垫的骨架形成力学支撑，采用所述芳纶凝胶溶液对网状垫进行浸润、包覆，芳纶凝胶与网状垫联接为一体构成单层复合网状垫，所述复合隔膜具备较大的孔隙率和优良的力学效果。

在本发明的一种实施方式中，所述网状垫的厚度为5-20μm，网格间距为0.1-100μm，网丝厚度为0.1-10μm，面密度为3-15g/m²，所述网丝由至少一根纤维构成。

在本发明的一种实施方式中，所述网状垫的拉伸强度为50-160MPa。

在本发明的一种实施方式中，所述复合隔膜的厚度为5-30μm，在250℃的热收缩为0-2％。

在本发明的一种实施方式中，所述复合隔膜的孔隙率为50-75％。

在本发明的一种实施方式中，其特征在于：所述复合隔膜的拉伸强度为100-300MPa。

本发明的另一个目的是提供一种复合隔膜的制备方法，包括如下步骤，步骤一：提供一种纤维，将所述纤维压制成网状垫；步骤二：采用芳纶溶液涂布浸润所述网状垫，随后经凝胶浴凝胶，形成复合网状垫；步骤三：提供一种涂布浆料，将涂布浆料涂布于所述复合网状垫的至少一面，经干燥、定型，形成复合隔膜。

所述网状垫作为复合网状垫的骨架形成力学支撑，采用所述芳纶溶液对网状垫进行浸润、包覆，所述浸润指芳纶溶液填充网状垫结构内部的空隙中的过程，随后经凝胶过程与网状垫联接为一体构成单层复合网状垫。所述芳纶凝胶决定了复合隔膜的孔隙率、孔径大小和分布，作为骨架的网状垫则能够加强复合隔膜的力学强度。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤二进一步包括，清洗所述复合网状垫。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤二中用于清洗的清洗剂包括水。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤二中用于清洗的清洗剂的温度为40-100℃。