【CN109786638B】一种电池双层隔膜及其制备方法【专利】

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CN 109786638 B
说 明 书 一种电池双层隔膜及其制备方法
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技术领域 [0001] 本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池双层隔膜及其制备方法。
背景技术 [0002] 近些年来，从化石燃料到低温室气体能源的稳定转变极大地促进了先进储能技术 的发展。其中 ，可再充电电 池有望成为最有前途的能量存储设备 ，因为它们具有高比能量密 度、长的使用寿命和最小的记忆效应。然而，与易燃有机液体电解质直接相关的不受控制的 安全问 题阻 碍了锂离子电 池等可再充电电 池的 大规模应 用。理论上 ，要获得出色的 储能性 能 ，锂离子电 池等二次电 池需要在一定范围的温度和电 压窗口工作。然而 ，锂离子电 池等二 次电 池的短路、过充以 及不当的 使 用会导致电 池内部的温度急速升高 ，锂阳极上的 钝化膜 以 及固体电 解 质中间 相会分解 ，并 引发一 系列的 热反应。这些热反应会 引起热逃逸并 增加 电池内部的温度和压力，这可能会导致电池内部电解液的燃烧或引起电池的爆炸。因此，电 池的安全性能决定着二次电池的长期发展。 [0003] 目前提高电池安全性能的方法主要包括了制备阻燃的隔膜，往有机电解液里添加 阻燃剂等。阻燃的隔膜包括了聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP隔膜、聚酰亚胺PI隔膜等。事 实上，这些隔膜的阻燃性能仍然具有局限性，并且，这些隔膜应用在锂离子电池中展现了较 差的电化学储能特性。阻燃剂能够阻止有机电解液的燃烧，提高电池的安全性能。阻燃剂通 过游离自由基机理或者提高电解液的热稳定性两大途径来降低电解液的易燃性。但是阻燃 剂的 浓度必须很大才能达到理想的阻 燃效果 ，同时阻 燃剂能 够与电 极材料发生反应 ，降 低 有机电 解液的 离子电 导率并恶化电 池的 储能性 质。基于以 上两点不足 ，为了消除 锂离子电 池等二次电池的安全问题，开发新型阻燃隔膜仍然是一个重点。
2 .如权利要求1所述的电池双层隔膜，其特征在于，所述第一主体聚合物和所述第二主 体聚合物均为PVDF-HFP，并且，所述PVDF-HFP相对分子量为Mw＝5 .7×105～6 .0×105。
3 .如权利要求1所述的电池双层隔膜，其特征在于，所述Ta2O5的质量百分比为6 .67％、 或15％、或60％。
审查员 陈盛
(72)发明人 何伟东 曾广锋 丁显波 陈太宝 周梅
(74)专利代理机构 深圳市中科创为专利代理有 限公司 44384
代理人 谭雪婷 彭西洋
( 54 )发明 名称 一种电池双层隔膜及其制备方法
Βιβλιοθήκη Baidu( 57 )摘要 本发明公开了一 种电 池双层隔 膜及其 制备
方法 ，所述电 池双层隔膜包括第一层隔 膜 、以 及 涂布在第一层隔膜上的第二层隔膜，其中 ，所述 第一 层隔 膜为添 加Ta 2O5的 第一主体聚 合 物 ，所 述第二层隔膜为添加MoO3的第二主体聚合物。通 过调整陶瓷添加剂的比 例 ，本发明提供的电 池双 层隔膜具备出色的电 化学性能以 及阻燃性能 ，并 且，本发明提供的电池双层隔膜的制备方法工艺 简单，易于实施，能够提高生产效率并节约成本。
所述第一层隔膜中，所述第一主体聚合物的质量百分比为40％～93 .33％，所述Ta2O5的 质量百分比为6 .67％～60％；
所述第二层隔膜中，所述第二主体聚合物的质量百分比为40％～93 .33％，所述MoO3的 质量百分比为6 .67％～60％；
所述第一主体聚合物和所述第二主体聚合物为相同或不同 ，其均选自PVDF-HFP、PVDF、 PTFE、PVA、PP和PE中的任意一种。
4 .如权利要求1所述的电池双层隔膜，其特征在于，所述MoO3的质量百分比为6 .67％、或 15％、或60％。
5 .如权利要求1所述的电池双层隔膜，其特征在于，所述电池双层隔膜的厚度为50μm。 6 .一种权利要求1-5任一项所述电池双层隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法 包括以下步骤： ①第一层隔膜的 制备 ：将第一主体聚合物加入到第一溶剂中 ，加热混合直至第一主体 聚合物完全溶解 ，形成溶液I ；将陶瓷添 加剂Ta2O5加入到所述溶液I中 ，混合均匀形成溶液 II ；将所述溶液II涂布制备第一层隔膜 ；其中 ，所述第一主体聚合物占 第一层隔膜的 质量百 分比为40％～93 .33％，所述陶瓷添加剂Ta2O5占第一层隔膜的质量百分比为6 .67％～60％； ②第二层隔膜的 制备 ：将第二主体聚合物加入到第二溶剂中 ，混合直至第二主体聚合 物完全溶解 ，形成溶液III ；将陶瓷添 加剂MoO3 加入到所述溶液III中 ，恒温 加热形成溶液 IV；其中，所述第二主体聚合物占第二层隔膜的质量百分比为40％～93 .33％，所述陶瓷添 加剂MoO3占第二层隔膜的质量百分比为6 .67％～60％； ③将所述溶液IV涂布在干燥的所述第一层隔膜上，干燥后得到所述电池双层隔膜。 7 .如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂和所述第二溶剂分别为 DMSO和乙腈中的任意一种或两种。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利
(21)申请号 201910079454 .5 (22)申请日 2019 .01 .25 ( 65 )同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 109786638 A (43)申请公布日 2019 .05 .21
(10)授权公告号 CN 109786638 B (45)授权公告日 2019.10.18
(51)Int .Cl . H01M 2/16(2006 .01) H01M 2/14(2006 .01) H01M 10/0525(2010 .01) H01M 10/42(2006 .01) A62C 3/16(2006 .01)
(73)专利权人 深圳锂硫科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市坪山区龙田街 道聚龙山B路深城投&中城生命科学园 B3栋1层101
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
CN 109786638 B
CN 109786638 B
权 利 要 求 书
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1 .一种电池双层隔膜，其特征在于，包括：第一层隔膜、以及涂布在第一层隔膜上的第 二层隔膜 ，其中 ，所述第一层隔膜为添 加Ta2O5的 第一主体聚合物 ，所述第二层隔膜为添 加 MoO3的第二主体聚合物；