一种复合隔膜及其制备方法与流程

本发明涉及锂电池隔膜，特别涉及一种复合隔膜及其制备方法。

背景技术：

1、隔膜作为锂离子电池的关键组件，其综合性能直接影响电池的循环稳定性、安全性能及高温工况耐受性。

2、目前商业化应用的电池隔膜以聚丙烯（pp）和聚乙烯（pe）微孔膜为主。然而，这类聚烯烃隔膜存在明显缺陷：高温下热收缩严重，易导致正负极直接接触引发局部短路和热失控，带来巨大安全隐患；同时，聚烯烃材料本身的疏液特性使其对极性电解液的浸润性较差，导致离子电导率降低、耐穿刺性能不足，这些问题已成为锂电池高性能化过程中亟待克服的瓶颈。

3、ptfe隔膜具有优异的热稳定性（耐高温）、低阻抗和突出的安全性能，能够有效避免聚烯烃隔膜在高温工况下的热收缩问题。然而，ptfe材料同样面临对电解液浸润性较差的挑战，这一特性制约了电池的循环性能和界面稳定性，因此需要进一步优化改进。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明中披露了一种复合隔膜及其制备方法，本发明的技术方案是这样实施的：

2、本发明第一方面公开了一种复合隔膜，所述复合隔膜包括ptfe基膜以及设于所述ptfe基膜至少一面的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层包括有机溶剂、粘结剂、陶瓷填料；

3、所述粘结剂包括氢化丁腈橡胶；

4、所述陶瓷填料包括疏水性气相二氧化硅。

5、进一步地，所述陶瓷涂层的厚度为10μm-100μm。

6、进一步地，所述疏水性气相二氧化硅(sio2)通过改性剂化学改性，所述改性剂包括二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷和六甲基二硅氮烷中的至少一种。

7、进一步地，所述有机溶剂包括酮类溶剂、酯类溶剂、芳香烃类溶剂、酰胺类溶剂中的至少一种。

8、进一步地，所述ptfe基膜的厚度为5μm-30μm，孔径为0.2μm-15μm，孔隙率为80%-95%。

9、进一步地，以质量份计，所述粘结剂的用量为1~5份，所述有机溶剂的用量为20~80份。

10、进一步地，以所述粘结剂与所述有机溶剂的总质量为100wt%计，所述陶瓷填料的质量占比为0.01%～10%。

11、本发明第二方面公开了一种复合隔膜的制备方法，所述方法包括步骤如下：

12、s1，将粘结剂加入到有机溶剂中搅拌，直至完全溶解，得到第一混合溶液；

13、s2，向所述第一混合溶液中加入陶瓷填料，混合搅拌均匀，得到第二混合溶液；

14、s3，将第二混合溶液涂覆于基材上，形成湿态涂层；

15、s4，在所述湿态涂层远离所述基材的一侧表面覆盖ptfe基膜；

16、s5，经干燥处理后剥离所述基材，得到复合隔膜。

17、进一步地，步骤s2中所述第二混合溶液的粘度为1000mpa·s~2000mpa·s。

18、进一步地，步骤s3中所述基材选自铝箔、铜箔、pet膜、ptfe膜和玻璃中的至少一种。

19、本发明的有益技术效果：

20、本发明通过在ptfe基膜表面形成陶瓷涂层，其中粘结剂和陶瓷填料掺入ptfe高温隔膜中，因为粘结剂和陶瓷填料对电解液的浸润性更好，因此与ptfe膜结合后，可以获得浸润性优良的复合隔膜；

21、hnbr本身具有高强度的特性，疏水性气相sio2作为纳米填料，均匀分散后通过物理相互作用（sio2表面的有机基团与hnbr的碳氢链结构相似，通过疏水效应和范德华力形成紧密连接）和界面氢键作用（sio2表面残留的硅羟基也可与hnbr分子链中的腈基或不饱和双键形成氢键），进一步强化了整体的网络结构；

22、hnbr本身的饱和结构使其具有优异的耐热性，sio2则具有高热稳定性，高温下sio2又能限制hnbr分子链的运动，由此减少因热膨胀导致的力学性能下降；

23、此外，本发明采用有机硅烷改性剂（如二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷）对气相sio2进行疏水化改性，改性后颗粒表面接枝疏水基团，能够降低对极性杂质的亲和性，从而减少电解液中水分等杂质的侵入，抑制电解液的分解和副反应，有利于提升电池的长期稳定性。

1.一种复合隔膜，其特征在于，包括ptfe基膜以及设于所述ptfe基膜至少一面的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层包括有机溶剂、粘结剂、陶瓷填料；

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂层的厚度为10μm~100μm。

3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述疏水性气相二氧化硅通过改性剂化学改性，所述改性剂包括二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷和六甲基二硅氮烷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述有机溶剂包括酮类溶剂、酯类溶剂、芳香烃类溶剂、酰胺类溶剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述ptfe基膜的厚度为5μm~30μm，孔径为0.2μm~15μm，孔隙率为80%~95%。

6.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，以质量份计，所述粘结剂的用量为1~5份，所述有机溶剂的用量为20~80份。

7.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，以所述粘结剂与所述有机溶剂的总质量为100wt%计，所述陶瓷填料的质量占比为0.01%～10%。

8.一种复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

9.根据权利要求8所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述第二混合溶液的粘度为1000mpa·s~2000mpa·s。

10.根据权利要求8所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述基材选自铝箔、铜箔、pet膜、ptfe膜和玻璃中的至少一种。