一种隔膜及制备方法、二次电池与流程

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种隔膜及制备方法、二次电池。

背景技术：

1、锂离子电池由于具有能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、环境友好等优点，被广泛应用于各种新能源装置中。然而在恶劣工况条件下由于析锂导致锂枝晶和循环过程中的体积膨胀效应使得锂离子电池的安全问题一直存在；锂枝晶会刺穿隔膜，导致电池内部短路，同时，锂枝晶的存在也会导致电池库仑效率低、容量衰减快、电解液消耗快等一系列问题，严重制约了锂离子电池的应用。

2、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种隔膜，以改善常规目前锂离子电池存在的锂枝晶问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种隔膜，包括：

4、基材层；

5、第一涂层，设置于所述基材层的一表面，包括氧化石墨烯/锂-铝水滑石复合物和粘结剂。

6、优选的，所述基材层的厚度为6μm～38μm，所述基材层的孔隙率为35％～60％，其中的孔径为0.1μm～0.5μm。

7、优选的，所述第一涂层与所述基材层的厚度比为1:(3～7)。

8、优选的，所述粘结剂与所述氧化石墨烯/锂-铝水滑石复合物的质量比为1:(7～9)；锂与铝的摩尔比为1:(1.5～3)。

9、优选的，粘结剂为第一聚偏氟乙烯，第一聚偏氟乙烯的粒径为1μm～5μm。

10、优选的，该隔膜还包括第二涂层，设置于所述基材层的另一表面；所述第二涂层包括第二聚偏氟乙烯，所述第二聚偏氟乙烯的粒径大于所述第一聚偏氟乙烯的粒径。

11、优选的，所述第二聚偏氟乙烯的粒径为4μm～15μm；所述第二涂层与所述基材层的厚度比为1:(2～6)。

12、本发明目的之二在于，提供一种隔膜的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、在去离子水中分散氧化石墨烯得氧化石墨烯溶液，然后在氧化石墨烯溶液中加入锂源、铝源、尿素进行混合，热反应后冷却，收集合成样品，洗涤，干燥，得氧化石墨烯/锂-铝水滑石复合物；

14、s2、将步骤s1得到的氧化石墨烯/锂-铝水滑石复合物与粘结剂溶解于溶剂中，得第一涂层混合液，喷涂于基材层一表面，烘干，得含第一涂层的隔膜。

15、优选的，步骤s1中，热反应的温度为110～130℃，热反应的时间为18～24h；干燥的温度为50～60℃；锂源为硝酸锂和/或氢氧化锂，铝源为可溶性铝盐。

16、优选的，该制备方法还包括步骤s3：将粒径为4μm～15μm的第二聚偏氟乙烯点涂于基材层的另一表面，烘干，得隔膜。

17、本发明的目的之三在于，提供一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述隔膜为上述所述的隔膜或为由上述所述的隔膜的制备方法制得的隔膜。

18、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的隔膜，第一涂层中包括锂-铝水滑石，锂-铝水滑石结构的水滑石可以提供更多的锂离子输运通道，让更多的锂离子可以通过，而氧化石墨烯具有石墨状结构，能够在锂枝晶产生时将电子浓度分散在尖点处，通过两者的协同作用使得第一涂层能极大程度地减缓锂枝晶的产生，从而解决了目前锂离子电池存在的锂枝晶问题，保证了锂离子电池的安全，拓宽了锂离子电池的应用。

技术特征：

1.一种隔膜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基材层的厚度为6μm～38μm，所述基材层的孔隙率为35％～60％，其中的孔径为0.1μm～0.5μm。

3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述第一涂层与所述基材层的厚度比为1:(3～7)。

4.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述粘结剂与所述氧化石墨烯/锂-铝水滑石复合物的质量比为1:(7～9)；锂与铝的摩尔比为1:(1.5～3)。

5.根据权利要求1或4所述的隔膜，其特征在于，所述粘结剂为第一聚偏氟乙烯，第一聚偏氟乙烯的粒径为1μm～5μm。

6.根据权利要求5所述的隔膜，其特征在于，还包括第二涂层，设置于所述基材层的另一表面；所述第二涂层包括第二聚偏氟乙烯，所述第二聚偏氟乙烯的粒径大于所述第一聚偏氟乙烯的粒径。

7.根据权利要求6所述的隔膜，其特征在于，所述第二聚偏氟乙烯的粒径为4μm～15μm；所述第二涂层与所述基材层的厚度比为1:(2～6)。

8.一种隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的隔膜的制备方法，其特征在于，步骤s1中，热反应的温度为110～130℃，热反应的时间为18～24h；干燥的温度为50～60℃；锂源为硝酸锂和/或氢氧化锂，铝源为可溶性铝盐。

10.根据权利要求8所述的隔膜的制备方法，其特征在于，还包括步骤s3：将粒径为4μm～15μm的第二聚偏氟乙烯点涂于基材层的另一表面，烘干，得隔膜。

11.一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，其特征在于，所述隔膜为权利要求1～7任一项所述的隔膜或为由权利要求8～10任一项所述的隔膜的制备方法制得的隔膜。

技术总结
本发明提供了一种隔膜及制备方法、二次电池，包括基材层和设置于所述基材层一表面的第一涂层；第一涂层包括氧化石墨烯/锂‑铝水滑石复合物和粘结剂。相比于现有隔膜，本发明提供的隔膜，第一涂层中包括锂‑铝水滑石，锂‑铝水滑石结构的水滑石可以提供更多的锂离子输运通道，让更多的锂离子可以通过，而氧化石墨烯具有石墨状结构，能够在锂枝晶产生时将电子浓度分散在尖点处，通过两者的协同作用使得第一涂层能极大程度地减缓锂枝晶的产生，从而解决了目前锂离子电池存在的锂枝晶问题，保证了锂离子电池的安全，拓宽了锂离子电池的应用。

技术研发人员：任玉刚,李红霞,魏小亮,吴声本
受保护的技术使用者：浙江锂威能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29