一种锂离子电池超薄复合隔膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115133218A(43)申请公布日2022.09.30(21)申请号202210231653.5H01M50/457(2021.01)(22)申请日2022.03.09(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号申请人哈尔滨工业大学重庆研究院(72)发明人何伟东仲士杰刘远鹏董运发杨春晖韩杰才(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师王芳(51)Int.Cl.H01M50/40(2021.01)H01M50/403(2021.01)H01M50/417(2021.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种锂离子电池超薄复合隔膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锂离子电池超薄复合隔膜及其制备方法，属于锂离子电池材料制备技术领域。本发明解决了现有NCM811/锂金属电池隔膜的热稳定性不足、润湿性差、机械强度低、厚度大，以及无法起到抑制NCM811电池容量衰减作用的问题。本发明在超薄聚酰亚胺膜层的表面涂覆了一层聚偏氟乙烯层构成具有双层结构的锂离子电池超薄复合隔膜，该隔膜中PI骨架提供了良好的热稳定性，该隔膜在厚度仅为12μm时具有高机械强度、良好电解液润湿性以及优异热稳定性，且从根源上抑制NCM811电池的容量衰减，在60℃高温下循环的每圈容量衰减仅有0.043％，满足富镍正极在锂离子电池领域以及能源领域的应用需求。CN115133218ACN115133218A权利要求书1/2页1.一种锂离子电池超薄复合隔膜，其特征在于，该复合薄膜是由聚酰亚胺基体膜层和多孔聚合物膜层构成的双层结构；所述的聚酰亚胺基体膜层为基底，多孔聚合物膜层附着在基底上；所述的多孔聚合物膜层由聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯‑六氟丙烯、聚偏氟乙烯‑三氟乙烯、聚偏氟乙烯‑三氟氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈中一种或两种以上以任意比例混合组成。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池超薄复合隔膜，其特征在于，所述的聚酰亚胺基体膜层的厚度为6～11μm，所述的聚酰亚胺基体膜层为多孔结构，所述的多孔聚合物膜层的厚度不大于2μm。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池超薄复合隔膜，其特征在于，所述的复合隔膜厚度不大于12μm。4.权利要求1所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将二酐和二胺分散在有机溶剂中，在10‑30℃下磁力搅拌12‑24h，得到聚酰胺酸溶液；步骤2，将步骤1得到的聚酰胺酸与造孔剂混合，继续在10‑30℃下磁力搅拌12‑24h，得到含造孔剂的聚酰胺酸溶液；步骤3，将步骤2得到的含造孔剂的聚酰胺酸溶液涂覆在玻璃基底上，并置于10‑80℃条件下的凝固浴中进行溶剂置换，10‑60min后得到多孔的聚酰胺酸膜；所述的凝固浴中溶剂为去离子水或乙醇或去离子水与乙醇按照体积比为1：(0.5‑5)的混合溶剂；步骤4，将步骤3得到的多孔聚酰胺酸膜在270‑350℃条件下进行热酰亚胺化处理60min，得到聚酰亚胺基体膜；步骤5，将高分子聚合物粉末溶解在溶剂中，搅拌均匀后得到质量浓度为9％透明胶状溶液；步骤6，将透明胶状溶液涂覆于步骤4得到的聚酰亚胺基体膜表面，得到表面平整的超薄复合隔膜。5.根据权利要求4所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述的二酐为均苯四甲酸二酐PMDA、二苯醚四羧酸二酐OPDA、二苯甲酮四酸二酐BTDA、六氟酐6FDA中的一种或两种以上以任意比例混合，所述的二胺为4,4’‑二氨基二苯醚ODA，所述的有机溶剂为N‑N二甲基甲酰胺、N‑N二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上以任意比例混合。6.根据权利要求4所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述的二酐和二胺的总质量与有机溶剂的质量比为(1‑3)：10。7.根据权利要求4所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述的造孔剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚丙烯腈PAN、柠檬酸二氢钠SDCA、溴化锂LiBr中的一种或两种以上以任意比例混合。8.根据权利要求4所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述的聚酰胺酸与造孔剂的质量比为1：(0.3‑0.6)。9.根据权利要求4所述的锂离子电池超薄复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述的磁2CN115133218A权利要求书2/2页力搅拌转速为500‑1500r/min。10.权利要求1所述的锂离子电池超薄复合隔膜用于富镍系正极材料锂离子电池。3CN115133218A说明书1/6页一种锂离子电池超薄复合隔膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种锂离子电池超薄复合隔膜及其制备方法，属于锂离子电池材料制备技术领域。背景技术[0