【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，具體涉及一種復合隔膜及其制備方法和電池。
技術介紹
1、鋰電池主要是由正極、負極、隔膜、電解液組成，在當前對鋰電池實際使用中性能要求越來越高的情況下，對于隔膜的需求也不再只是起到阻斷正負極直接接觸的作用，各類功能性隔膜不斷出現，為鋰離子電池提供了更多選擇。提高安全性及更好的離子傳輸效率是其中對鋰離子電池隔膜較主要的功能需求。隔膜的主要材質為聚烯烴，受限于材料本身特性，在溫度較高時，聚烯烴隔膜會出現較大幅度收縮，同時材料受熱閉孔收縮影響離子傳輸，進而引發電池充放電受阻、正負極短接起火等安全事故。為提高隔膜耐熱性，維持離子傳輸通道，通常采用表面涂覆的方式。
2、市面上隔膜涂覆產品大多分為兩類，水性涂覆及油性涂覆。水性涂覆基本是以無機顆粒作為支撐，依靠粘結劑粘附在隔膜表面，無機顆粒為骨架可以在一定溫度下起到支撐隔膜的作用，從而減小隔膜的收縮，依據這種結構，可以使用更小粒徑無機顆粒搭配耐熱粘結劑涂覆來提高涂層致密度和對高溫的耐受性，起到更好的支撐作用。但更致密的涂層和現有耐熱粘結劑(例如聚丙烯酸等)會導致隔膜透氣值大幅增加，影響電解液浸潤并堵塞離子傳輸通道。油性涂覆如芳綸涂覆，雖然因材料特性具有較好的耐熱性，但油系體系工藝難度較大，涂覆成本高，且環境污染性較大，不適宜大量推廣。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種復合隔膜及其制備方法和電池。該隔膜具有高耐熱性的同時，有效增強了電解液浸潤性，同時提高了鋰離子傳輸效率，有效抑制隔膜透氣值的增加，提升電池
2、為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種復合隔膜，該復合隔膜包括基材，以及設置于基材至少一個表面上的功能性涂層；
4、功能性涂層包括多孔陶瓷顆粒、水性聚酰胺和助劑；
5、多孔陶瓷顆粒的粒徑d50為0.4～0.6μm。
6、在本專利技術實施方式中，多孔陶瓷顆粒具有孔隙結構，孔隙結構的孔徑為5～80nm。
7、作為優選，多孔陶瓷顆粒在功能性涂層中的質量百分含量為50％～98％。
8、作為優選，水性聚酰胺在功能性涂層中的質量百分含量為1％～45％。
9、在本專利技術實施方式中，助劑包括粘結劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑。
10、在本專利技術實施方式中，多孔陶瓷顆粒包括但不限于氧化鋁、勃姆石、鈦酸鋇、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化硅中的至少一種。
11、在本專利技術實施方式中，水性聚酰胺包括但不限于呋喃基聚酰胺。
12、在本專利技術實施方式中，粘結劑包括但不限于聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、聚丙烯腈、聚乙烯醇中的至少一種。
13、在本專利技術實施方式中，分散劑包括但不限于聚醚硅烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸鹽類中的至少一種。
14、在本專利技術實施方式中，增稠劑包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、聚氨酯、丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉中的至少一種。
15、在本專利技術實施方式中，潤濕劑包括但不限于聚醚改性硅氧烷、改性琥珀酸、聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的至少一種。
16、作為優選，功能性涂層的厚度為1～5μm。
17、在本專利技術實施方式中，基材包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、玻璃纖維中的至少一種。
18、作為優選，基材的厚度為4～20μm。
19、第二方面，本專利技術提供了上述復合隔膜的制備方法，包括如下步驟：
20、s1，將多孔陶瓷顆粒、水性聚酰胺、助劑和水混合均勻，得到功能性涂層漿料；
21、s2，將功能性涂層漿料涂覆于基材至少一個表面上，經干燥后，得到復合隔膜。
22、在本專利技術實施方式中，助劑包括粘結劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑，步驟s1具體包括：
23、s11，將多孔陶瓷顆粒、分散劑、水性聚酰胺和水進行第一混合，得到第一混合物；
24、s12，將第一混合物和增稠劑進行第二混合，得到第二混合物；
25、s13，將第二混合物進行砂磨，得到半成品漿料；
26、s14，將半成品漿料、粘結劑和潤濕劑進行第三混合，得到功能性涂層漿料。
27、在本專利技術實施方式中，將多孔陶瓷顆粒、水性聚酰胺、粘結劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑的用量之和記為固體總量，作為優選，固體總量與水的用量的質量比為1:(1～3)。
28、在本專利技術實施方式中，在上述制備方法中各組分的質量占比如下：
29、
30、第三方面，本專利技術提供了一種電池，該電池包括上述復合隔膜，或由上述制備方法制得的復合隔膜。
31、在本專利技術實施方式中，復合隔膜包括設置于基材一個表面上的功能性涂層，功能性涂層與電池的正極片相接觸。
32、與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果為：
33、1、本專利技術使用具有多孔結構的小粒徑陶瓷顆粒作為涂層材料骨架，使涂層更致密，在高溫下起到更好支撐隔膜作用，使隔膜具有耐高溫性；同時，多孔結構會通過毛細作用和更高的比表面積來提升了隔膜的保液性，可增強電解液浸潤性，提高鋰離子傳輸效率。多孔結構特征與小粒徑特征，二者協同，在保證隔膜高耐熱性的同時，有效增強了電芯工作過程中電解液浸潤性，同時提高了鋰離子傳輸效率。
34、本專利技術進一步搭配改性水性聚酰胺，依靠其高分子材料特性，同樣能提供更好的涂層耐熱性；并且高分子材料水性聚酰胺表面的極性基團可以明顯提高與電解液的接觸性能，進而提升吸液性，提高電解液浸潤性。
35、因此，本專利技術方案依托小粒徑多孔陶瓷及水性聚酰胺材料的耐高溫性，以及水性聚酰胺的高分子特性，和陶瓷顆粒多孔結構提升了隔膜的吸液保液性能，保證隔膜具有高耐熱性的同時，有效增強了電解液浸潤性，同時提高了鋰離子傳輸效率，有效抑制隔膜透氣值的增加，提升電池低溫放電性能。本專利技術隔膜避免了在提升隔膜熱收縮性能時，使用小粒徑陶瓷顆粒所帶來的涂層過于致密，隔膜透氣過高的問題。
36、2、本專利技術可采用水性涂覆工藝制備，避免了使用油系涂覆工藝難度大，環境污染大的風險。
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1.一種復合隔膜，其特征在于，所述復合隔膜包括基材，以及設置于所述基材至少一個表面上的功能性涂層；
2.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒具有孔隙結構，所述孔隙結構的孔徑為5～80nm。
3.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒在功能性涂層中的質量百分含量為50％～98％；
4.根據權利要求3所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒包括氧化鋁、勃姆石、鈦酸鋇、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化硅中的至少一種；
5.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述功能性涂層的厚度為1～5μm。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的復合隔膜，其特征在于，所述基材包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、玻璃纖維中的至少一種；
7.權利要求1至6中任一項所述復合隔膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述助劑包括粘結劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑，步驟S1具體包括：
9.根據權
10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1至6中任一項所述復合隔膜，或由權利要求7至9中任一項所述制備方法制得的復合隔膜；
...【技術特征摘要】
1.一種復合隔膜，其特征在于，所述復合隔膜包括基材，以及設置于所述基材至少一個表面上的功能性涂層；
2.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒具有孔隙結構，所述孔隙結構的孔徑為5～80nm。
3.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒在功能性涂層中的質量百分含量為50％～98％；
4.根據權利要求3所述的復合隔膜，其特征在于，所述多孔陶瓷顆粒包括氧化鋁、勃姆石、鈦酸鋇、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化硅中的至少一種；
5.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述功能性涂層的厚度為1～5μm。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的復合隔膜，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：於洪將，于清江，江柯成，
申請(專利權)人：江蘇正力新能電池技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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