[发明专利]固态锂离子电池复合隔膜、其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种固态锂离子电池复合隔膜、其制备方法和用途。所述方法包括以下步骤：(1)将氧化物固态电解质粉料与无水乙醇搅拌混合并过滤，至pH值为中性，干燥，得到预处理粉料；2)将所述预处理粉料与PVDF的DMF胶液混合，密封搅拌，得到混合浆料；3)将所述混合浆料涂布到基膜上，干燥，得到固态锂离子电池复合隔膜；所述PVDF的DMF胶液的固含量≤8％，以所述混合胶液的质量为100％计，所述预处理粉料的质量占比不超过15％。采用本发明的方法制备得到的固态锂离子电池复合隔膜不仅具有良好的柔韧性，还具有优异的离子电导率，厚度可以做到几十微米甚至几毫米依然保持上述良好的柔韧性和优异的离子电导率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种固态锂离子电池复合隔膜、其制备方法和用途。

背景技术

随着电子设备和电动汽车的快速发展，为其提供电源的电池的研究越来越深入，其安全性尤其重要，对于普通的隔膜加电解液，在电池的充放电过程中存在安全问题，目前新能源锂离子电池行业正在向着全固态锂电池方向发展，对比于第一代电解液型锂离子电池的局限性和安全性，固态电解质则改善了电解液型锂离子电池的安全性和局限性，并且成为了新市场的主流。由于传统的固态氧化物电解质片存在硬度高且粉料间存在缝隙，无法做到几十微米厚度等特点，适用性很差。而聚合物电解质在电导率上比不上固态氧化物电解质。

CN110336066A公开了一种含固态电解质涂层隔膜，包括隔膜基膜和固态电解质涂层，固态电解质涂层厚度为5μm～20μm，固态电解质涂层均匀覆盖在所述隔膜基膜的双表面或双侧表面；所述固态电解质涂层包括以下原料，按照重量份数计算，分散剂0.5～2份，固态电解质10～40份，粘结剂1～5份，溶剂A50～100份，溶剂B50～100份。但是，粉料在压片后比较硬，容易碎裂，且厚度形状不容易改变，适用性不强。

CN109244547A公开了一种复合固态电解质隔膜的制备方法，包括如下步骤：1)采用原子层沉积法在固态电解质粉末的表面包覆金属氧化物层；2)将表面包覆有金属氧化物层的固态电解质粉末在200℃～1400℃下热压成型，冷却至室温，即制得复合固态电解质隔膜。但是，该方法制备成本高，且粉料在压片后比较硬，容易碎裂，且厚度形状不容易改变，适用性不强。

因而，有必要开发一种固态氧化物锂离子电池复合隔膜，以兼具良好的柔韧性和高的离子电导率，提高隔膜的适用性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种固态锂离子电池复合隔膜、其制备方法和用途。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种固态锂离子电池复合隔膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将氧化物固态电解质粉料与无水乙醇搅拌混合并过滤，至pH值为中性，干燥，得到预处理粉料；

(2)将所述预处理粉料与PVDF的DMF胶液混合，密封搅拌，得到混合浆料；

(3)将所述混合浆料涂布到基膜上，干燥，得到固态锂离子电池复合隔膜；

所述PVDF的DMF胶液的固含量≤8％，以所述混合胶液的质量为100％计，所述预处理粉料的质量占比不超过15％。

本发明的方法通过采用无水乙醇对氧化物固态电解质进行预处理，再与PVDF的DMF胶液密封搅拌制备混合浆料，涂布制备固态锂离子电池复合隔膜，采用本发明的方法制备得到的固态锂离子电池复合隔膜不仅具有良好的柔韧性，还具有优异的离子电导率，厚度可以做到几十微米甚至几毫米依然保持上述良好的柔韧性和优异的离子电导率。克服了单一种类固态氧化物电解质硬度高、粉料间存在缝隙、以及无法做到几十微米的问题，提升了适用性，还克服了聚合物电解质电导率较差的问题。