[发明专利]包括混合固态电解质涂层的电池组隔离件

说明书

本发明公开了包括混合固态电解质涂层的电池组隔离件。隔离件包括具有阳极侧和阴极侧的多孔聚合物隔离件、施加到阴极侧上的阴极相容材料，其中该阴极相容材料包含聚合物粘合剂和以下中的一种或多种：磷酸锂铝钛（LATP）粒子、钛酸锂镧（LLTO）粒子、磷酸锂铝锗（LAGP）粒子与锂超离子导体（LISICON）粒子，和施加到阳极侧上的阳极相容材料，其中该阳极相容材料包含锂镧锆氧化物（LLZO）粒子和聚合物粘合剂。阴极相容材料的聚合物粘合剂可以是聚偏二氟乙烯，并且阳极相容材料的聚合物粘合剂可以是聚乙烯基吡咯烷酮。阴极相容材料与阳极相容材料的聚合物粘合剂可以是聚合物隔离件。LATP、LLTO、LAGP和LISICON粒子中的一种或多种以及LLZO粒子可以具有10nm至10µm的平均粒度。

技术领域

本发明涉及用于锂离子电池组的隔离件和锂电池组电池。

背景技术

锂离子电池组描述了一类可再充电电池组，其中锂离子在负电极（即阳极）和正电极（即阴极）之间移动。液体、固体和聚合物电解质可以促进锂离子在阳极与阴极之间的移动。锂离子电池组进一步包括设置在阳极与阴极之间的多孔隔离件，所述多孔隔离件能促进锂离子在整个电极中的移动。此类隔离件通常包括具有惰性陶瓷涂层的聚合物主体。锂离子电池组因其高能量密度和经受连续充电和放电循环的能力而在国防、汽车和航空航天应用中越来越受欢迎。

发明内容

提供了用于锂离子电池组的隔离件，其可以包括具有阳极侧和阴极侧的多孔聚合物隔离件主体、施加到阴极侧上的阴极相容材料、和施加到阳极侧上的阳极相容材料。该阴极相容材料可以包括聚合物粘合剂和以下中的一种或多种：磷酸锂铝钛（LATP）粒子、钛酸锂镧（LLTO）粒子、磷酸锂铝锗（LAGP）粒子与锂超离子导体（LISICON）粒子。阳极相容材料可以包括锂镧锆氧化物（LLZO）粒子和聚合物粘合剂。阴极相容材料的聚合物粘合剂可以是聚偏二氟乙烯（PVDF）。阳极相容材料的聚合物粘合剂可以是聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）。阴极相容材料的聚合物粘合剂包括聚合物隔离件，且阳极相容材料的聚合物粘合剂包括聚合物隔离件。权利要求1的隔离件，其中阴极相容材料与阳极相容材料各自可以具有至多30重量%的聚合物粘合剂。LATP粒子、LLTO粒子、LAGP粒子和LISICON粒子中的一种或多种以及LLZO粒子可以各自具有大约10 nm至大约10 µm的平均粒度。阴极相容材料与阳极相容材料各自可以具有大约100 nm至大约20 µm的厚度。隔离件主体可以包括聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。隔离件主体可以具有大约30%至70%的平均孔隙率。隔离件主体可以具有大约7 µm至19 µm的厚度。