[发明专利]一种多级功能模块耦合互补的隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有多级功能模块耦合互补的隔膜及其制备方法，本发明通过有效构筑隔膜的多级功能模块并且模块之间功能作用耦合互补，其中多级功能模块包含其结构多级化及功能多级化概念，最终得到的隔膜能实现锂电池体系电化学性能及电池性能的提高。

技术领域

本发明属于锂电池体系技术领域，具体涉及一种多级功能模块耦合互补的隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池相比于其它电化学能源存储体系，因其具有诸多优点(较高能量密度、长寿命循环、较低自放电效应等)，已经实现商业化并被广泛用于新能源领域。

隔膜作为锂电池重要的组成构件(包含正极、负极、隔膜、电解质)之一，能有效防止正极和负极接触而发生短路，同时允许锂离子在正极与负极之间传输。而传统的已商业化的锂电池隔膜是以聚烯烃类隔膜为主，但由于其对电解液的亲液性能相对较差，锂离子的传输性能有待于提高，且与电极之间的界面接触较差，同时因存在热稳定性差的而引起安全问题，直接影响锂电池电化学性能及电池性能(倍率性能、循环寿命)。除了隔膜的相关性能直接影响锂电池的综合性能之外，对于电池体系中所存在的杂质，包括电解液、极片以及隔膜自身存在的水分(H₂O)，电解液自身存在以及在电池循环过程中产生的氢氟酸(HF)，同时还有电解液自身存在的金属离子及电池循环过程中因HF腐蚀导致电极溶出金属离子，一定程度上都阻碍电池性能的进一步提升。

在锂电池相关领域，采用涂层涂覆方法能有效解决传统的聚烯烃类隔膜所存在的问题。

专利CN 107230766 A提及一种多核-单壳结构凝胶聚合物涂覆隔膜，与现有同类聚合物涂层涂覆隔膜相比，其具有较好的电池性能。但该涂层隔膜也还遵循传统聚合物涂层涂覆隔膜设计思路，以该聚合物涂层具有高效吸收电解液并凝胶化功能为出发点，进而得到其对电池性能影响。专利CN 103545474 B提及一种利用多巴胺单体自聚合在隔膜基体表面及内部形成涂层涂覆锂离子电池隔膜，该隔膜能使其具有更好的吸液及保液能力，提高其离子电导率，同时具备明显的倍率性能，适用与动力锂电池领域。而针对其隔膜热稳定性还需进一步提升才能满足动力锂电池要求。