[发明专利]一种电池双层隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电池双层隔膜及其制备方法，所述电池双层隔膜包括第一层隔膜、以及涂布在第一层隔膜上的第二层隔膜，其中，所述第一层隔膜为添加Ta₂O₅的第一主体聚合物，所述第二层隔膜为添加MoO₃的第二主体聚合物。通过调整陶瓷添加剂的比例，本发明提供的电池双层隔膜具备出色的电化学性能以及阻燃性能，并且，本发明提供的电池双层隔膜的制备方法工艺简单，易于实施，能够提高生产效率并节约成本。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池双层隔膜及其制备方法。

背景技术

近些年来，从化石燃料到低温室气体能源的稳定转变极大地促进了先进储能技术的发展。其中，可再充电电池有望成为最有前途的能量存储设备，因为它们具有高比能量密度、长的使用寿命和最小的记忆效应。然而，与易燃有机液体电解质直接相关的不受控制的安全问题阻碍了锂离子电池等可再充电电池的大规模应用。理论上，要获得出色的储能性能，锂离子电池等二次电池需要在一定范围的温度和电压窗口工作。然而，锂离子电池等二次电池的短路、过充以及不当的使用会导致电池内部的温度急速升高，锂阳极上的钝化膜以及固体电解质中间相会分解，并引发一系列的热反应。这些热反应会引起热逃逸并增加电池内部的温度和压力，这可能会导致电池内部电解液的燃烧或引起电池的爆炸。因此，电池的安全性能决定着二次电池的长期发展。

目前提高电池安全性能的方法主要包括了制备阻燃的隔膜，往有机电解液里添加阻燃剂等。阻燃的隔膜包括了聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP隔膜、聚酰亚胺PI隔膜等。事实上，这些隔膜的阻燃性能仍然具有局限性，并且，这些隔膜应用在锂离子电池中展现了较差的电化学储能特性。阻燃剂能够阻止有机电解液的燃烧，提高电池的安全性能。阻燃剂通过游离自由基机理或者提高电解液的热稳定性两大途径来降低电解液的易燃性。但是阻燃剂的浓度必须很大才能达到理想的阻燃效果，同时阻燃剂能够与电极材料发生反应，降低有机电解液的离子电导率并恶化电池的储能性质。基于以上两点不足，为了消除锂离子电池等二次电池的安全问题，开发新型阻燃隔膜仍然是一个重点。

发明内容

本发明提出了一种电池双层隔膜，其具有出色阻燃性能和高离子电导率，主要用作一次电池和二次电池的隔膜，如锂离子电池、钠离子电池等。所述电池双层隔膜包括第一层隔膜、以及涂布在第一层隔膜上的第二层隔膜，其中，所述第一层隔膜为添加Ta₂O₅的第一主体聚合物，所述第二层隔膜为添加MoO₃的第二主体聚合物。

优选的，所述第一层隔膜中，所述第一主体聚合物含量为40％～93.33％，所述Ta₂O₅含量为6.67％～60％。

优选的，所述第二层隔膜中，所述第二主体聚合物含量为40％～93.33％，所述MoO₃的含量为6.67％～60％。

优选的，所述第一主体聚合物和所述第二主体聚合物为相同或不同，其均选自PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、PVDF(六氟丙烯，化学式为(-CH₂CF₂-)_n)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVA(聚乙烯醇)、PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯)中的任意一种。

优选的，所述第一主体聚合物和所述第二主体聚合物均为PVDF-HFP，PVDF-HFP化学式为(-CH₂CF₂-)_x[-CF₂CF(CF₃)-]_y，其相对分子量M_w为5.7×10⁵～6.0×10⁵。

优选的，所述Ta₂O₅在第一层隔膜中的含量为6.67％、或15％、或60％。