嵌入式固态电解质隔膜、制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115842213A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211070076.2H01M10/052(2010.01)(22)申请日2022.09.02(71)申请人北京卫蓝新能源科技有限公司地址102402北京市房山区窦店镇启航西街1号(72)发明人徐阳张帅李文俊俞会根(74)专利代理机构北京唐颂永信知识产权代理有限公司11755专利代理师刘伟任玮静(51)Int.Cl.H01M50/403(2021.01)H01M50/417(2021.01)H01M50/426(2021.01)H01M50/431(2021.01)H01M50/446(2021.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称嵌入式固态电解质隔膜、制备方法及其应用(57)摘要本申请公开了一种嵌入式固态电解质隔膜、制备方法及其应用，所述嵌入式固态电解质隔膜包含基膜和固态电解质，以在隔膜中所占的质量百分比计，所述基膜为20.5‑45.5％，所述固态电解质为50‑75％，所述的隔膜含有较高含量的固态电解质，可以提高隔膜的离子电导率，并且采用双向同步拉伸的方法制备隔膜，改善了隔膜微观结构的均一性，并提高了隔膜离子电导率均一性，并且所述的隔膜能够降低电解液的使用量，降低了热失控的风险。CN115842213ACN115842213A权利要求书1/2页1.一种嵌入式固态电解质隔膜，其包含基膜和固态电解质，以在隔膜中所占的质量百分比计，所述基膜为20.5‑45.5％，所述固态电解质为50‑75％。2.根据权利要求1所述的嵌入式固态电解质隔膜，其中，所述基膜为聚烯烃类聚合物，优选地，所述聚烯烃类聚合物的粘均分子量为5*104‑20*104g/mol；优选地，所述聚烯烃类聚合物选自聚丙烯、聚乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或两种。3.根据权利要求1或2所述的嵌入式固态电解质隔膜，其中，所述固态电解质由Li、La、Ti、Zr、Ge、Al、S、P、N和O中任三种以上的元素构成；优选地，所述固态电解质为LiPON、LLTO、LLZO、LATP、LAGP或LGPS，优选为LATP或LAGP；优选地，所述固态电解质的平均粒径D50为50‑100nm，所述固态电解质的平均粒径D99＜300nm。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的嵌入式固态电解质隔膜，其中，所述嵌入式固态电解质隔膜还包含PP‑g‑MAH、偶联剂和抗氧化剂，优选地，以在隔膜中所占的质量百分比计，所述PP‑g‑MAH为1‑5％，所述偶联剂为0.5‑1.5％，所述抗氧化剂为0.2‑0.5％。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的嵌入式固态电解质隔膜，其中，所述嵌入式固态电解质隔膜的平均孔径为20‑100nm，厚度为5‑30μm，孔隙率为10‑35％，透气度为70‑500格雷秒。6.一种制备嵌入式固态电解质隔膜的方法，其包括：将基膜原料、固态电解质、PP‑g‑MAH、偶联剂和抗氧化剂熔融混合后进行密炼、成膜得到嵌入式固态电解质隔膜。7.根据权利要求6所述的方法，其中，密炼温度为180‑220℃，密炼转速为30‑80rpm；优选地，所述密炼为连续密炼。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，熔融混合的螺杆温度为170‑250℃，螺杆转速为50‑300rpm。9.根据权利要求6‑8中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：将进行密炼后的混合物进行流延、退火以及双向拉伸得到嵌入式固态电解质隔膜。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述双向拉伸的纵向拉伸倍数为1.1‑5.0，横向拉伸倍数为1.1‑5.0，优选地，拉伸温度为140‑165℃。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述退火的温度为100‑160℃。12.根据权利要求6‑11中任一项所述的方法，其中，所述固态电解质、偶联剂、抗氧化剂和PP‑g‑MAH为权利要求1‑4中任一项所述的固态电解质、偶联剂、抗氧化剂和PP‑g‑MAH，所述基膜原料为形成权利要求1‑4中任一项所述的嵌入式固态电解质隔膜的基膜的原料。13.根据权利要求6‑12中任一项所述的方法，其中，所述嵌入式固态电解质隔膜的平均孔径为20‑100nm；所述嵌入式固态电解质隔膜的厚度为5‑30μm；所述嵌入式固态电解质隔膜的孔隙率为10‑35％；所述嵌入式固态电解质隔膜的透气度为70‑500格雷秒；优选地，所述嵌入式固态电解质隔膜的纵向强度为1000‑2800kgf/cm2，优选为1000‑2CN115842213A权利要求书2/2页2000kgf/cm2；所述嵌入式固态电解质隔膜的横向强度为1000‑2000kgf/cm2，优选为1000‑1700kgf/cm2。14.一种锂电池，其包含权利要求1‑5中任一项所述的嵌入式固态电