System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种过渡金属氧化物涂覆隔膜及其制备方法技术_技高网

一种过渡金属氧化物涂覆隔膜及其制备方法技术

技术编号:44102476 阅读:1 留言:0更新日期:2025-01-24 22:30
本发明专利技术涉及锂离子电池隔膜制备技术领域,尤其涉及一种提高磷酸铁锂电池性能的过渡金属氧化物涂覆隔膜及其制备方法。该过渡金属氧化物涂覆隔膜,包括隔膜基体以及涂覆在所述隔膜基体一侧表面的隔膜涂层;所述隔膜涂层为过渡金属氧化物颗粒涂层。本发明专利技术创新性地提出了在隔膜表面涂覆过渡金属氧化物颗粒材料,并通过涂层中粘结剂的粘结效果,将涂层进一步与磷酸铁锂正极材料紧贴在一起,降低体系的接触阻抗。通过调控涂层中过渡金属氧化物颗粒材料、粘结剂和导电剂的比例和用量,实现了磷酸铁锂高倍率放电性能和放电比容量的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池隔膜制备,尤其涉及一种过渡金属氧化物涂覆隔膜及其制备方法,该方法方便快捷,且能提高磷酸铁锂电池的电化学性能并降低阻抗。


技术介绍

1、在动力及储能电池领域,以往对锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性关注较多。磷酸铁锂因其循环寿命长、成本低且环境友好、安全性能高等优点,已成为目前最有市场前景的锂离子电池正极材料。但是磷酸铁锂材料本身离子和电子导电性较差,且高倍率放电能力差不具有快速充电的能力,而研究的方向又注重于磷酸铁锂材料本身,比如通过细化磷酸铁锂材料的晶粒,缩短锂离子扩散的路径,以及对其掺杂改性进行修饰处理等方法来提升离子和电子电导率,但这些处理方式较为复杂,难以短时间内实现综合性能的提升。而隔膜作为锂离子电池四大组成部分之一,介于正负极之间,可以起到阻碍电子传输、导通锂离子的作用。因此可以通过对隔膜进行简单涂覆改性来影响锂离子电池的性能。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种过渡金属氧化物涂覆隔膜的制备方法,可以对磷酸铁锂电池电化学性能进行提升,可以更加快捷实现了磷酸铁锂的高倍率放电性能、放电比容量的提升以及阻抗的降低。本专利技术通过以下技术方案实现:

2、首先,该过渡金属氧化物涂覆隔膜,包括隔膜基体以及涂覆在所述隔膜基体一侧表面的隔膜涂层;所述隔膜涂层为过渡金属氧化物颗粒涂层。所述过渡金属氧化物颗粒涂层包括粘结剂、导电剂以及过渡金属氧化物颗粒。

3、所述过渡金属氧化物颗粒涂层由液体浆料均匀涂覆在隔膜基体上经烘干而成,所述过渡金属氧化物颗粒涂层的厚度为1-50 μm;

4、所述液体浆料由过渡金属氧化物颗粒,粘结剂和导电剂均匀混合而成,所述液体浆料中过渡金属氧化物颗粒、粘结剂和导电剂的质量比为90:1-9:1-9。

5、所述过渡金属氧化物颗粒的粒度d50为1~30 μm;所述粘结剂的粒度d50为2~40 μm;所述导电剂的粒度d50为2~40 μm。

6、所述的过渡金属氧化物颗粒为ruo2、co3o4、mno2、cro、cuo、feo中的任意一种或多种的组合;所述粘结剂为pvdf、pmma、paa、sbr、pvp中的任意一种或多种的组合;所述导电剂为科琴黑、乙炔黑、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任意一种或多种的组合。

7、所述隔膜基体为pp/pe/pp复合基膜、pp基膜、pe基膜或陶瓷涂覆隔膜中的任意一种;所述隔膜基体的厚度为5~40 μm。

8、所述过渡金属氧化物涂覆隔膜,用于制备纽扣电池时,其过渡金属氧化物颗粒涂层正对磷酸铁锂的正极侧。

9、所述过渡金属氧化物颗粒涂层与磷酸铁锂正极极片必须紧密连接。

10、其次,所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜的制备方法,该方法包括以下步骤:

11、s1、制备过渡金属氧化物颗粒浆料;

12、s2、制备导电剂、粘结剂的混合浆料;

13、s3、制备涂层液体浆料,将上述过渡金属氧化物颗粒浆料和导电剂、粘结剂的混合浆料混匀后得到涂层液体浆料;

14、s4、涂覆隔膜制备,将涂层浆料涂覆在在隔膜基材表面,烘干后得到过渡金属氧化物涂覆隔膜。

15、进一步的,所述涂覆隔膜制备,将涂层浆料涂覆在在隔膜基材表面,烘干后得到过渡金属氧化物涂覆隔膜,包括:在隔膜基材表面一侧,通过涂布机刀辊的方式将所述涂层浆料涂布在隔膜基材表面,再经过烘箱干燥,得到过渡金属氧化物涂覆隔膜。

16、本专利技术的有益效果是:

17、和现有技术相比,本专利技术的优点为:

18、(1)本专利技术创新性地提出了在隔膜表面涂覆过渡金属氧化物颗粒材料,并通过涂层中粘结剂的粘结效果,将涂层进一步与磷酸铁锂正极材料紧密粘结在一起。得到的磷酸铁锂电池电化学性能得到明显提升。

19、(2)本专利技术所述的过渡金属氧化物颗粒涂层,可以简单的通过调控涂层中过渡金属氧化物颗粒的特性以及粘结剂、导电剂的比例和用量,来提升电池的性能。

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【技术保护点】

1.一种过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,包括隔膜基体(2)以及涂覆在所述隔膜基体(2)一侧表面的隔膜涂层;所述隔膜涂层为过渡金属氧化物颗粒涂层(1)。

2.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述过渡金属氧化物颗粒涂层(1)由液体浆料均匀涂覆在隔膜基体(2)上经烘干而成,所述过渡金属氧化物颗粒涂层(1)的厚度为1~50 μm;所述液体浆料由过渡金属氧化物颗粒、粘结剂和导电剂均匀混合而成,所述液体浆料中过渡金属氧化物颗粒、粘结剂和导电剂的质量比为90:1~9:1~9。

3.根据权利要求2所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述过渡金属氧化物颗粒的粒度D50为1~30 μm;所述粘结剂的粒度D50为2~40 μm;所述导电剂的粒度D50为2~40 μm。

4.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述的过渡金属氧化物颗粒为RuO2、Co3O4、MnO2、CrO、CuO、FeO中的任意一种或多种的组合;所述粘结剂为PVDF、PMMA、PAA、SBR、PVP中的任意一种或多种的组合;所述导电剂为科琴黑、乙炔黑、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任意一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述隔膜基体(2)为PP/PE/PP复合基膜、PP基膜、PE基膜或陶瓷涂覆隔膜中的任意一种;所述隔膜基体的厚度为5~40 μm。

6.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述过渡金属氧化物颗粒涂层(1)与磷酸铁锂正极极片(3)紧密连接。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜的制备方法,其特征在于,所述涂覆隔膜制备采用NMP作为溶剂,通过涂布机刀辊的方式将所述涂层浆料涂布在隔膜基材表面一侧,再经过烘箱干燥,得到过渡金属氧化物涂覆隔膜。

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【技术特征摘要】

1.一种过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,包括隔膜基体(2)以及涂覆在所述隔膜基体(2)一侧表面的隔膜涂层;所述隔膜涂层为过渡金属氧化物颗粒涂层(1)。

2.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述过渡金属氧化物颗粒涂层(1)由液体浆料均匀涂覆在隔膜基体(2)上经烘干而成,所述过渡金属氧化物颗粒涂层(1)的厚度为1~50 μm;所述液体浆料由过渡金属氧化物颗粒、粘结剂和导电剂均匀混合而成,所述液体浆料中过渡金属氧化物颗粒、粘结剂和导电剂的质量比为90:1~9:1~9。

3.根据权利要求2所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述过渡金属氧化物颗粒的粒度d50为1~30 μm;所述粘结剂的粒度d50为2~40 μm;所述导电剂的粒度d50为2~40 μm。

4.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物涂覆隔膜,其特征在于,所述的过渡金属氧化物颗粒为ruo2、co3o4、mno2、cro、cuo、feo...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁亚杰李银姚耀春
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:

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