[发明专利]一种隔膜及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法以及锂离子电池，包括基膜、设置在所述基膜至少一侧的复合膜，所述复合膜包括三氧化钼、还原氧化石墨烯和粘结剂。本发明的一种隔膜，设置有复合膜，复合膜含有三氧化钼和还原氧化石墨烯，三氧化钼能够增加隔膜的机构性能，增加断裂强度，还原氧化石墨烯能够增加隔膜的导电性，改善循环性能。本发明的一种隔膜的制备方法，将有机配体和三氧化钼配位形成金属有机框架材料，再加入氧化石墨烯高温碳化形成具有优异活性位点的材料，增加隔膜的机械强度和导电性，并可以为锂离子提供嵌锂和脱锂的场所，再添加粘合剂在基膜表面抽滤形成隔膜。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

隔膜是电池中防止短路的重要的部件，同时也为锂离子的顺利移动提供路径。随着科技的不断进步，人们对更安全、更环保的锂离子电池的需求越来越大。出于商业目的，锂离子电池的物理和电化学方面应该改进。由于隔膜与电化学性能直接相关，因此对隔膜的各项性能都提出了很高的要求。

目前商用隔膜大多以聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、静电纺丝隔膜为主，这些隔膜含有小于1μm的孔径且足够的孔隙率，其主要功能为隔绝电子通离子。然而这些隔膜并不能对提升电池的整体体积能量密度有所助益，从电化学性能而言，隔膜是越薄越好，因为这有利于电荷的转移，离子通过的路径越短，其阻抗越小，然而隔膜厚度不足，其机械强度会下降，两者是相互矛盾的。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔膜，设置有复合膜，复合膜含有三氧化钼和还原氧化石墨烯，三氧化钼能够增加隔膜的机构性能，增加断裂强度，还原氧化石墨烯能够增加隔膜的导电性，改善循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种隔膜，包括基膜、设置在所述基膜至少一侧的复合膜，所述复合膜包括三氧化钼、还原氧化石墨烯和粘结剂。

作为本发明一种隔膜的一种改进，所述基膜为纤维素基膜。

作为本发明一种隔膜的一种改进，所述基膜与复合膜的厚度比为1～2:1-1.5。

本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔膜的制备方法，将有机配体和三氧化钼配位形成金属有机框架材料，再加入氧化石墨烯高温碳化形成具有优异活性位点的材料，并可以为锂离子提供嵌锂和脱锂的场所，再添加粘合剂在基膜表面抽滤形成隔膜。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种隔膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤(A)：将三氧化钼和有机配体混合溶解于溶剂中形成第一混合液；

步骤(B)：将步骤(A)中第一混合液在油浴中回流得回流液，将回流液离心得到沉积物，将沉积物洗涤、烘干制得三氧化钼的金属有机框架材料；

步骤(C)：将步骤(B)中三氧化钼的金属有机框架材料与氧化石墨烯混合，搅拌，真空冷冻，程序升温制得MoO₃@rGO粉末；

步骤(D)：将步骤(C)制得的MoO₃@rGO粉末加入溶剂混合均匀，加入粘结剂搅拌混合均匀得到第二混合液；

步骤(E)：将步骤(D)制得的第二混合液倒在基膜表面，抽滤烘干即得隔膜。

作为本发明一种隔膜的制备方法的一种改进，所述步骤(D)中粘结剂为纤维素研磨液。

作为本发明一种隔膜的制备方法的一种改进，所述纤维素研磨液的制造方法为：将纤维素和去离子水加入球磨设备以球料比为50～100:1～5转速为900～1200r/min中研磨混合1～2小时制得纤维素研磨液。