【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，尤其涉及一种复合隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池作为当前最为普遍的商用二次电池类型，凭借其卓越的能量密度、极低的自放电率以及优异的循环寿命等特性，在各类电子设备及动力电池领域得到了广泛应用。该电池的核心构造涵盖正极、负极、隔膜以及电解液四大组件。其中，隔膜扮演着至关重要的角色，它不仅有效隔离正负极以防止直接接触，还承担着传输离子的功能，是确保电池安全、稳定运行的关键组件。
2、随着电子产品的多元化发展及动力电池应用领域的不断拓展，市场对锂离子电池的性能提出了更为严苛的要求，这也间接促使了对隔膜材料性能的进一步提升需求。传统上，商用隔膜主要采用聚烯烃类材料，如聚乙烯、聚丙烯或其复合材料制成。然而，这类材料在高温环境下易发生溶解，可能导致电池内部短路，进而引发安全隐患。
3、为了克服聚烯烃类隔膜在高温条件下的不足，业界已尝试通过在聚烯烃隔膜的单面或双面均匀涂覆陶瓷层来进行改进。这种陶瓷涂覆隔膜显著增强了隔膜的耐高温性能，提升了电池的整体安全性。尽管如此，当前的陶瓷隔膜在穿刺强度方面仍存在局限性，即在遭受尖锐物体刺穿时，其保持结构完整性的能力有待加强。
4、鉴于目前隔膜存在的上述缺陷，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、本专利技术的目的在于：提供一种复合隔膜，该复合隔膜具备高耐温性、高安全性，又拥有良好穿刺性能。
2、为了达到这一目的，本专利技术提供以下的方案：
3、一
4、基膜；
5、陶瓷涂层，设置在所述基膜的至少一表面；
6、功能涂层，包括粘结剂、磷酸钛铝锂和聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂；设置在所述基膜的一表面和/或所述陶瓷涂层的表面。
7、优选的，所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的分子量为20000～40000，聚合度为96～194。
8、优选的，所述粘结剂、所述磷酸钛铝锂和所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量比为0.1～10：20～80：0.5～15。
9、优选的，所述基膜、所述功能涂层和所述陶瓷涂层的厚度比为4～5：1～3：1～2。
10、优选的，所述基膜的厚度为4～5μm，所述功能涂层的厚度为1～3μm，所述陶瓷涂层的厚度为1～2μm。
11、优选的，所述粘结剂为聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；磷酸钛铝锂的化学式为li(1+x)alxti(2-x)，x满足关系式：0.2≤x≤0.9。磷酸钛铝锂的粒度d50为0.1μm-1.0μm，优选为0.2μm-0.3μm。
12、本专利技术还提供一种复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：
13、步骤一：将陶瓷颗粒与粘合剂溶解于溶剂中，分散均匀，制得陶瓷涂层浆料，将所述陶瓷涂层浆料涂覆在基膜的至少一表面，烘干，得到陶瓷涂层；
14、步骤二：称取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和偶氮二异丁腈加入至nmp中，加热搅拌，加入li2co3粉末，继续加热搅拌，反应得到含有聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的溶液a；
15、步骤三：将粘结剂与磷酸钛铝锂分散于溶剂中，得到溶液b；将所述溶液a分两次与所述溶液b搅拌混合，得到功能涂层浆料；
16、步骤四：将所述功能涂层浆料涂覆在所述基膜的另一表面和/或所述陶瓷涂层的表面，烘干，得到功能涂层，得到复合隔膜。
17、优选的，在所述步骤一和所述步骤三中，所述溶剂为乙腈、氯仿、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中的至少一种。
18、优选的，在所述步骤一中，所述粘合剂包括聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯中的至少一种。
19、优选的，在所述步骤一中，所述陶瓷颗粒选自alo3和勃姆石。
20、优选的，在所述步骤一中，所述粘合剂在所述陶瓷涂层浆料中的质量百分比为1～10wt％；所述陶瓷颗粒在所述陶瓷涂层浆料中的质量百分比为20～60wt％；所述溶剂在所述陶瓷涂层浆料中的质量百分比为40～70wt％。
21、优选的，在所述步骤二中，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、所述偶氮二异丁腈和所述li2co3粉末的质量比为60～80：1～5：20～30。
22、优选的，在所述步骤二中，所述溶液a中所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量浓度为10％～50％。
23、优选的，在所述步骤三中，所述磷酸钛铝锂、所述粘结剂与所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量比为3～5：0.5～2：0.5～2。
24、优选的，所述陶瓷涂层浆料和所述功能涂层浆料的固含为5％～40％。
25、优选的，在所述步骤二和所述步骤三中，所述搅拌的温度25℃～60℃。
26、本专利技术还提供一种二次电池，包括隔膜、负极片、电解液、电池壳体和正极片，其中隔膜为上述的复合隔膜。
27、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过在隔膜表面设置有磷酸钛铝锂与聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的功能涂层，实现了性能上的显著提升。具体而言，磷酸钛铝锂在低电位环境下能够自发形成一层保护性的薄膜，这层薄膜能够有效阻挡锂枝晶对隔膜的穿刺，从而大幅缓解了隔膜电池自放电严重的问题。与此同时，加入的聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂与li+表现出了高结合能，这一特性不仅促进了li+轻松脱离溶剂鞘的束缚，还显著提高了隔膜的离子电导率，并有效降低了解溶能垒，确保了锂沉积过程的高度可逆性。此外，粘结剂的加入使得涂层物质紧密相连，形成了一个稳固的整体。这三者相辅相成，不仅显著增强了复合隔膜的抗穿刺能力，还极大地优化了锂离子电池的电化学性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种复合隔膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的分子量为20000～40000，聚合度为96～194。
3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述粘结剂、所述磷酸钛铝锂和所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量比为0.1～10：20～80：0.5～15。
4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜、所述功能涂层和所述陶瓷涂层的厚度比为4～5：1～3：1～2。
5.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度为4～5μm，所述功能涂层的厚度为1～3μm，所述陶瓷涂层的厚度为1～2μm。
6.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述磷酸钛铝锂的化学式为Li(1+x)AlxTi(2-x)，X满足关系式：0.2≤X≤0.9。
7.一种复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、所述
9.根据权利要求7所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述溶液A中所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量浓度为10％～50％。
10.根据权利要求7所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述磷酸钛铝锂、所述粘结剂与所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量比为3～5：0.5～2：0.5～2。
...【技术特征摘要】
1.一种复合隔膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的分子量为20000～40000，聚合度为96～194。
3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述粘结剂、所述磷酸钛铝锂和所述聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂的质量比为0.1～10：20～80：0.5～15。
4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜、所述功能涂层和所述陶瓷涂层的厚度比为4～5：1～3：1～2。
5.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度为4～5μm，所述功能涂层的厚度为1～3μm，所述陶瓷涂层的厚度为1～2μm。
6.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述磷酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗钰楠，康建凯，郭洁，刘伟星，姚曼，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。