具有多涂层的固态电解质隔膜及制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114156602A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111518168.8H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.12.13(71)申请人溧阳天目先导电池材料科技有限公司地址213300江苏省常州市溧阳市昆仑街道上上路87号15栋办公楼3层(72)发明人史晶石永明罗飞陶翔(74)专利代理机构北京慧诚智道知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11539代理人白洁(51)Int.Cl.H01M50/457(2021.01)H01M50/431(2021.01)H01M50/403(2021.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称具有多涂层的固态电解质隔膜及制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种具有多涂层的固态电解质隔膜及制备方法和应用，包括基膜，以及附着于基膜两侧的第一涂层A和附着于第一涂层A两侧的第二涂层B，第一涂层A和第二涂层B均是以纳米固态电解质材料为主材的混合物，纳米固态电解质材料包括锂晶体材料，第一涂层A的粒径D50在700nm‑10μm之间，第二涂层B的粒径D50在10nm‑500nm之间，引入了不同粒径的新型固态电解质材料，其中大粒度电解质材料涂布的隔膜不仅具备传统陶瓷隔膜的高强度和高热稳定性，而且不同于锂离子在传统陶瓷中是不具备迁移能力的情况，锂离子在本发明隔膜中的新型碳包覆固态电解质材料中具备迁移能力，低粒度电解质材料涂布的隔膜具备极好的锂离子迁移能力，对电解液具备良好的润湿性，能有效降低内阻，提高循环性能。CN114156602ACN114156602A权利要求书1/2页1.一种具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述具有多涂层的固态电解质隔膜包括：基膜，以及附着于基膜两侧的第一涂层A和附着于所述第一涂层A两侧的第二涂层B；所述第一涂层A和所述第二涂层B均是以纳米固态电解质材料为主材的混合物；所述纳米固态电解质材料包括含锂晶体材料；所述第一涂层A的粒径D50在700nm‑10μm之间；所述第二涂层B的粒径D50在10nm‑500nm之间。2.根据权利要求1所述的具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述含锂晶体材料具体包括：锂镧锆氧、锂镧铌氧、锂镧钽氧、硅酸钛锂、磷酸钛铝锂、锂镧钛氧、锂铝钛氧、磷酸锆锂、磷酸锌锂、锂钙钽氧、硅酸锆锂的一种或多种；所述含锂晶体材料中锂离子占据晶体结构包括：四面体位、八面体位或十六面体位的一种或多种组合；所述含锂晶体材料的离子电导率≥10‑6S/cm。3.根据权利要求1所述的具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述纳米固态电解质材料的粒径在10nm‑10μm之间。4.根据权利要求1所述的具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述第一涂层A的厚度在1μm‑10μm之间；所述第二涂层B的厚度在0.5μm‑5μm之间。5.根据权利要求1所述的具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述第一涂层A还包括：粘结剂、防沉降剂、润湿分散剂、导电剂和溶剂；其中，按质量比为：0.05wt％‑60wt％的纳米固态电解质材料，0.05wt％‑10wt％的粘结剂，0wt％‑5wt％的防沉降剂，0.05wt％‑10wt％的润湿分散剂，0.05wt％‑5wt％的导电剂,余下为溶剂；所述第二涂层B还包括：粘结剂、防沉降剂、润湿分散剂、导电剂和溶剂；其中，按质量比为：0.05wt％‑60wt％的纳米固态电解质材料，0.05wt％‑10wt％的粘结剂，0wt％‑5wt％的防沉降剂，0.05wt％‑10wt％的润湿分散剂，0.05wt％‑5wt％的导电剂,余下为溶剂。6.根据权利要求5所述的具有多涂层的固态电解质隔膜，其特征在于,所述溶剂包括：去离子水、N‑甲基吡咯烷酮、酒精、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、异丙醇中的一种或多种；所述防沉降剂包括：聚酰胺蜡、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐、聚二醇醚或钛酸酯偶联剂中的一种或多种；所述润湿分散剂包括：聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、月桂醇硫酸钠、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；所述粘合剂包括：聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物、羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或丙烯酸酯类粘结剂中的一种或多种；所述导电剂包括：石墨导电剂、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种；所述石墨导电剂包括:KS‑6、KS‑15、SFG‑6、SFG‑15中的一种或多种；所述导电炭黑包括:乙炔黑、SuperP、SuperS、350G、碳纤维VGCF、碳纳米管CNTs、科琴黑、活性炭中的一种或多种。7.根据