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阻燃材料涂布隔膜及其制備方法和高安全性能鋰離子電池

1330   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:清華大學(xué)合肥公共安全研究院 清華大學(xué)  
2022-10-28 14:00:40

權(quán)利要求

1.阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,所述阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;所述阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,60%~95%阻燃劑、5%~40%粘結(jié)劑和0%~10%分散劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚環(huán)氧乙烷中的或多種的混合物。 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基醚、烷基酚環(huán)氧乙烷縮合物乳化劑、聚偏氟乙烯中的或多種的混合物。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈中的一種或多種的混合物。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述阻燃劑為碳酸鋁銨。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述碳酸鋁銨的合成方法包括以下步驟: (1)將配置好的碳酸氫銨溶液置于容器中,持續(xù)攪拌,向容器中加入聚乙二醇,得到混合溶液;所述碳酸氫銨溶液濃度為1.5-4.5mol/L;所述聚乙二醇的分子量為1000-8000; (2)將配置好的硫酸鋁銨溶液滴加到步驟(1)混合溶液中后,持續(xù)攪拌,靜置陳化;所述硫酸鋁銨溶液濃度為0.1-0.3mol/L; (3)將步驟(2)的產(chǎn)物依次用無水乙醇、超純水清洗,真空干燥,獲得碳酸鋁銨。 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述步驟(1)中聚乙二醇的質(zhì)量與碳酸氫銨溶液的體積比為(0.3-5)g/100mL。 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃材料涂布隔膜,其特征在于,所述步驟(1)中碳酸氫銨溶液與步驟(2)中硫酸鋁銨溶液的體積比為1/2.5。 9.制備如權(quán)利要求1-8任一項所述的阻燃材料涂布隔膜的方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:按重量計,將0%~10%分散劑分散到溶劑中,攪拌,制得備用漿料1;所述溶劑為NMP、乙醇、丙酮、DMF、DMSO中的一種或多種的混合物; S2:按重量計,將5%~40%粘結(jié)劑溶于步驟(1)制得的漿料1中,攪拌,制得備用漿料2; S3:按重量計,將60%~95%阻燃劑分散到步驟(2)制得的漿料2中,攪拌,制得涂敷漿料; S4:采用輥涂或噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。 10.含有權(quán)利要求1-8任一項所述的阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,其特征在于,包括電池殼,所述電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的阻燃材料涂布隔膜。

說明書

阻燃材料涂布隔膜及其制備方法和高安全性能鋰離子電池

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種阻燃材料涂布隔膜及其制備方法和高安全性能鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池因其具備綠色環(huán)保、能量密度高、平均輸出電壓高、輸出功率大、自放電小、無記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、使用壽命長等優(yōu)點備受青睞,發(fā)展鋰離子電池被視為解決能源匱乏和環(huán)境問題的有效途徑之一。

近年來,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展,使用場景更加多元化,機械濫用、電濫用、熱濫用等情況時有發(fā)生,而這些情況會導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度過高,電解液等電池材料之間副反應(yīng)加劇,進而導(dǎo)致電池發(fā)生起火、爆炸等熱失控行為,極大地威脅客戶的生命財產(chǎn)安全,解決鋰離子電池安全問題迫在眉睫。當(dāng)前,抑制鋰離子電池?zé)崾Э仄鸹稹⒈ǖ陌踩愿倪M策略眾多,如采用阻燃電解液、固態(tài)電解質(zhì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高的電極材料等。

但這些策略大多制備工藝復(fù)雜、要求苛刻、價格昂貴,不利于商業(yè)化。

公布號為CN111224049A的中國專利文獻公開了,一種阻燃型鋰電池涂覆隔膜及其制備方法。本阻燃型鋰電池涂覆隔膜包括:基膜、涂布在基膜表面的漿料;其中所述漿料包括以下原料:水滑石類插層材料、分散劑、膠黏劑、增稠劑、去離子水;以及所述水滑石類插層材料的質(zhì)量份數(shù)為1-20%。在阻燃過程中,水滑石類插層材料吸熱量大,有利于降低燃燒時產(chǎn)生的高溫,其顯著的阻燃效果和特殊的理化性能,可以在較少添加量下達到高的阻燃效率,從而實現(xiàn)阻燃型鋰電池涂覆隔膜的真正高效阻燃。但該方法工藝復(fù)雜、要求苛刻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何解決現(xiàn)有的抑制鋰離子電池?zé)崾Э仄鸹稹⒈ǖ陌踩愿倪M策略存在的工藝復(fù)雜、要求苛刻的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的:

一種阻燃材料涂布隔膜,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,所述阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;所述阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,60%~95%阻燃劑、5%~40%粘結(jié)劑和0%~10%分散劑。

有益效果:通過特殊配比的阻燃劑、粘結(jié)劑和分散劑組成阻燃材料涂層,將該涂層涂覆在隔膜基膜上,形成一種阻燃效果非常好的阻燃材料涂布隔膜,工藝簡單,易于制備,將該阻燃材料涂布隔膜應(yīng)用于鋰離子電池中,大大提高了鋰離子電池的安全性。

優(yōu)選的,所述隔膜基膜的涂層負載為0.1-20mg/cm 2。

優(yōu)選的,所述隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚環(huán)氧乙烷中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選的,所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基醚、烷基酚環(huán)氧乙烷縮合物乳化劑、聚偏氟乙烯中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選的,所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選的,所述阻燃劑為碳酸鋁銨。

優(yōu)選的,所述碳酸鋁銨的合成方法包括以下步驟:

(1)將配置好的碳酸氫銨溶液置于容器中,持續(xù)攪拌,向容器中加入聚乙二醇,得到混合溶液;

(2)將配置好的硫酸鋁銨溶液滴加到步驟(1)混合溶液中后,持續(xù)攪拌,靜置陳化;

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物依次用無水乙醇、超純水清洗,真空干燥,獲得碳酸鋁銨。

優(yōu)選的,所述步驟(1)中碳酸氫銨溶液濃度為1.5-4.5mol/L,聚乙二醇的分子量為1000-8000。

優(yōu)選的,所述步驟(1)中聚乙二醇的質(zhì)量與碳酸氫銨溶液的體積比為(0.3-5)g/100mL。

優(yōu)選的,所述步驟(1)和步驟(2)中攪拌的速率為300-1200r/min。

優(yōu)選的,所述步驟(1)中容器為圓底燒瓶。

優(yōu)選的,所述步驟(1)中碳酸氫銨溶液與步驟(2)中硫酸鋁銨溶液的體積比為1/2.5。

優(yōu)選的,所述步驟(2)中硫酸鋁銨溶液濃度為0.1-0.3mol/L;所述滴加的速率為20-120滴/min。

優(yōu)選的,所述步驟(2)攪拌的時間為25-45min。

優(yōu)選的,所述步驟(2)靜置陳化的時間為6-36h。

優(yōu)選的,所述步驟(3)清洗次數(shù)為2-5次。

優(yōu)選的,所述步驟(3)中干燥溫度為40-60℃,干燥時間為6-24h。

本發(fā)明還提供一種制備如上述阻燃材料涂布隔膜的方法,包括以下步驟:

S1:按重量計,將0%~10%分散劑分散到溶劑中,攪拌,制得備用漿料1;

S2:按重量計,將5%~40%粘結(jié)劑溶于步驟(1)制得的漿料1中,攪拌,制得備用漿料2;

S3:按重量計,將60%~95%阻燃劑分散到步驟(2)制得的漿料2中,攪拌,制得涂敷漿料;

S4:采用輥涂或噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。

優(yōu)選的,所述步驟S1中溶劑為NMP(N-甲基吡咯烷酮)、乙醇、丙酮、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亞砜)中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選的,所述步驟S1、步驟S2、步驟S3中攪拌的速率均為300-1200r/min。

優(yōu)選的,所述步驟S1、步驟S2中攪拌的時間均為0.5-6h。

優(yōu)選的,所述步驟S3中攪拌的時間為2-24h。

優(yōu)選的,所述步驟S3中涂敷漿料的固含量為20-80%。

優(yōu)選的,所述步驟S3中烘干的溫度為40-60℃。

本發(fā)明還提供一種含有上述阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,包括電池殼,所述電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的如上所述的阻燃材料涂布隔膜。

本發(fā)明的優(yōu)點在于:

(1)本發(fā)明通過特殊配比的阻燃劑、粘結(jié)劑和分散劑組成阻燃材料涂層,將該涂層涂覆在隔膜基膜上,形成一種阻燃效果非常好的阻燃材料涂布隔膜,工藝簡單,易于制備,將該阻燃材料涂布隔膜應(yīng)用于鋰離子電池中,大大提高了鋰離子電池的安全性。

(2)本發(fā)明創(chuàng)新性設(shè)計了一種新型無機阻燃添加劑碳酸鋁銨,采用該添加劑制備阻燃隔膜并應(yīng)用于鋰離子電池,在電化學(xué)性能和安全性能均得以保證的前提下,極大的提高了電池地安全性能。

(3)本發(fā)明具有合成工藝簡單、經(jīng)濟性強、便于商業(yè)化、阻燃性提升明顯等諸多優(yōu)點。

(4)采用本發(fā)明制備的鋰離子電池交流阻抗較低,倍率循環(huán)性能和安全性能得到明顯提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1中合成碳酸鋁銨的XRD分析圖;

圖2為本發(fā)明實施例1中合成碳酸鋁銨的TG分析圖;

圖3為本發(fā)明中實施例4的鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明中實施例4的鋰離子電池在80%SOC下熱失控測試圖;

圖5為本發(fā)明中實施例5的鋰離子電池在80%SOC下熱失控測試圖;

圖6為本發(fā)明中實施例6的鋰離子電池在80%SOC下熱失控測試圖;

圖7為本發(fā)明中實施例7的鋰離子電池在80%SOC下熱失控測試圖;

圖8為對比例1的鋰離子電池在80%SOC下熱失控測試圖。

1-電池殼,2-正極,3-負極,4-隔膜基膜,5-阻燃材料涂層,6-電解液。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1:

一種碳酸鋁銨(NH 4AlO(OH)CO 3)的合成方法,包括以下步驟:

(1)將配置好的100mL濃度為3mol/L的碳酸氫銨溶液置于圓底燒瓶中,600r/min持續(xù)攪拌,向圓底燒瓶中加入2g分子量為2000的聚乙二醇,得到混合溶液;

(2)用配置好的250mL濃度為0.2mol/L的硫酸鋁銨溶液滴加到步驟(1)混合溶液中后,600r/min持續(xù)攪拌30min,靜置陳化12h;所述滴加的速率為60滴/min;

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物先用無水乙醇清洗3次、再用超純水清洗3次,然后移至真空干燥50℃干燥12h,獲得碳酸鋁銨。

圖1為本發(fā)明實施例1中合成碳酸鋁銨的XRD分析圖;從圖1中可以看出,制得的碳酸鋁銨具有較高的純度,在XRD中未觀測到雜峰;

圖2為本發(fā)明實施例1中合成碳酸鋁銨的TG分析圖;從圖2中可以看出,制得的碳酸鋁銨的熱重分析結(jié)果與理論值十分接近。

實施例2:

一種碳酸鋁銨(NH 4AlO(OH)CO 3)的合成方法,包括以下步驟:

(1)將配置好的100mL濃度為4.5mol/L的碳酸氫銨溶液置于圓底燒瓶中,300r/min持續(xù)攪拌,向圓底燒瓶中加入5g分子量為1000的聚乙二醇,得到混合溶液;

(2)用配置好的250mL濃度為0.3mol/L的硫酸鋁銨溶液滴加到步驟(1)混合溶液中后,300r/min持續(xù)攪拌45min,靜置陳化6h;所述滴加的速率為20滴/min;

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物先用無水乙醇清洗2次、再用超純水清洗2次,然后移至真空干燥40℃干燥24h,獲得碳酸鋁銨。

實施例3:

一種碳酸鋁銨(NH 4AlO(OH)CO 3)的合成方法,包括以下步驟:

(1)將配置好的100mL濃度為1.5mol/L的碳酸氫銨溶液置于圓底燒瓶中,1200r/min持續(xù)攪拌,向圓底燒瓶中加入0.3g分子量為8000的聚乙二醇,得到混合溶液;

(2)用配置好的250mL濃度為0.1mol/L的硫酸鋁銨溶液滴加到步驟(1)混合溶液中后,1200r/min持續(xù)攪拌25min,靜置陳化36h;所述滴加的速率為120滴/min;

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物先用無水乙醇清洗5次、再用超純水清洗5次,然后移至真空干燥60℃干燥6h,獲得碳酸鋁銨。

實施例4:

一種阻燃材料涂布隔膜,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯;阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,90%實施例1的碳酸鋁銨、9%聚偏氟乙烯和1%聚乙烯吡咯烷酮;隔膜基膜的涂層負載為0.5mg/cm 2

該實施例的阻燃材料涂布隔膜的制備方法,包括以下步驟:

S1:將0.25g聚乙烯吡咯烷酮分散到25g丙酮中,600r/min攪拌3h,制得備用漿料1;

S2:將2.25g聚偏氟乙烯溶于步驟(1)制得的漿料1中,600r/min攪拌3h,制得備用漿料2;

S3:將22.5g實施例1的碳酸鋁銨分散到步驟(2)制得的漿料2中,600r/min攪拌12h,制得涂敷漿料;

S4:采用噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,50℃烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。

一種含有上述阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,包括電池殼,電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的上述阻燃材料涂布隔膜。

圖3為本發(fā)明中實施例4的鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖;從圖3中可以看出,1-電池殼,2-正極,3-負極,4-隔膜基膜,5-阻燃材料涂層,6-電解液。

實施例5:

一種阻燃材料涂布隔膜,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯;阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,80%實施例1的碳酸鋁銨、10%聚偏氟乙烯和10%聚乙烯吡咯烷酮;隔膜基膜的涂層負載為1mg/cm 2

該實施例的阻燃材料涂布隔膜的制備方法,包括以下步驟:

S1:將2.5g聚乙烯吡咯烷酮分散到25g丙酮中,300r/min攪拌6h,制得備用漿料1;

S2:將2.5g聚偏氟乙烯溶于步驟(1)制得的漿料1中,300r/min攪拌6h,制得備用漿料2;

S3:將20g實施例1的碳酸鋁銨分散到步驟(2)制得的漿料2中,300r/min攪拌24h,制得涂敷漿料;

S4:采用噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,40℃烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。

一種含有上述阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,包括電池殼,電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的上述阻燃材料涂布隔膜。

實施例6:

一種阻燃材料涂布隔膜,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯;阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,95%實施例1的碳酸鋁銨和5%聚偏氟乙烯;隔膜基膜的涂層負載為2mg/cm 2

該實施例的阻燃材料涂布隔膜的制備方法,包括以下步驟:

S1:將25g丙酮,1200r/min攪拌0.5h,制得備用漿料1;

S2:將1.25g聚偏氟乙烯溶于步驟(1)制得的漿料1中,1200r/min攪拌0.5h,制得備用漿料2;

S3:將23.75g實施例1的碳酸鋁銨分散到步驟(2)制得的漿料2中,1200r/min攪拌2h,制得涂敷漿料;

S4:采用噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,60℃烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。

一種含有上述阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,包括電池殼,電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的上述阻燃材料涂布隔膜。

實施例7:

一種阻燃材料涂布隔膜,包括隔膜基膜和阻燃材料涂層,阻燃材料涂層均勻覆蓋在所述隔膜基膜的單面;隔膜基膜的材質(zhì)為聚乙烯;阻燃材料涂層的成分組成包括:按重量計,85%實施例1的碳酸鋁銨和15%聚偏氟乙烯;隔膜基膜的涂層負載為3mg/cm 2

該實施例的阻燃材料涂布隔膜的制備方法,包括以下步驟:

S1:將25g丙酮中,300r/min攪拌6h,制得備用漿料1;

S2:將3.75g聚偏氟乙烯溶于步驟(1)制得的漿料1中,300r/min攪拌6h,制得備用漿料2;

S3:將21.25g實施例1的碳酸鋁銨分散到步驟(2)制得的漿料2中,300r/min攪拌24h,制得涂敷漿料;

S4:采用噴涂工藝,將步驟(3)制得的涂敷漿料均勻涂敷在隔膜基膜的單面,45℃烘干、收卷,獲得阻燃材料涂布隔膜。

一種含有上述阻燃材料涂布隔膜的鋰離子電池,包括電池殼,電池殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的上述阻燃材料涂布隔膜。

實施例8:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的材質(zhì)聚乙烯改為聚丙烯,其他步驟與實施例4相同。

實施例9:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的材質(zhì)聚乙烯改為聚丙烯和聚偏氟乙烯的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例10:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的材質(zhì)聚乙烯改為聚丙烯腈和聚環(huán)氧乙烷的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例11:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的材質(zhì)聚乙烯改為聚乙烯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例12:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將分散劑聚乙烯吡咯烷酮改為聚乙烯醇,其他步驟與實施例4相同。

實施例13:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將分散劑聚乙烯吡咯烷酮改為聚乙二醇辛基苯基醚,其他步驟與實施例4相同。

實施例14:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將分散劑聚乙烯吡咯烷酮改為聚乙二醇和聚偏氟乙烯的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例15:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將分散劑聚乙烯吡咯烷酮改為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚和烷基酚環(huán)氧乙烷縮合物乳化劑的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例16:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將粘結(jié)劑聚偏氟乙烯改為聚丙烯腈,其他步驟與實施例4相同。

實施例17:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將粘結(jié)劑聚偏氟乙烯改為聚丙烯,其他步驟與實施例4相同。

實施例18:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將粘結(jié)劑聚偏氟乙烯改為聚乙烯和聚丙烯的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例19:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將粘結(jié)劑聚偏氟乙烯改為聚乙烯、聚丙烯和聚丙烯腈的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例20:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將溶劑丙酮改為NMP,其他步驟與實施例4相同。

實施例21:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將溶劑丙酮改為DMF,其他步驟與實施例4相同。

實施例22:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將溶劑丙酮改為乙醇和DMF的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例23:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將溶劑丙酮改為丙酮、DMF和DMSO的混合物,其他步驟與實施例4相同。

實施例24:

本實施例與實施例7的區(qū)別在于:將85%實施例1的碳酸鋁銨和15%聚偏氟乙烯改為60%實施例1的碳酸鋁銨和40%聚偏氟乙烯;將21.25g實施例1的碳酸鋁銨、3.75g聚偏氟乙烯改為15g實施例1的碳酸鋁銨、10g聚偏氟乙烯,其他步驟與實施例7相同。

實施例25:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的涂層負載為0.5mg/cm 2改為隔膜基膜的涂層負載為0.1mg/cm 2其他步驟與實施例4相同。

實施例26:

本實施例與實施例4的區(qū)別在于:將隔膜基膜的涂層負載為0.5mg/cm 2改為隔膜基膜的涂層負載為20mg/cm 2其他步驟與實施例4相同。

對比例1:

采用商業(yè)化氧化鋁涂布聚乙烯隔膜按圖3組裝鋰離子電池,包括電池殼,殼內(nèi)設(shè)有正極片、負極片、電解液以及正極片、負極片之間設(shè)置的商業(yè)化氧化鋁涂布聚乙烯隔膜。

對實施例4-7和對比例1制得的鋰離子電池的性能進行檢測,檢測結(jié)果如下表1-3所示:

表1電池交流阻抗


組別 交流阻抗(mΩ) 實施例4 100 實施例5 98 實施例6 95 實施例7 90 對比例1 190

表2不同充放電倍率下的電池容量保持率

表3不同SOC下的電池?zé)崾Э乇憩F(xiàn)

從表1可以看出,采用本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜制作的鋰離子電池交流阻抗相較于商業(yè)化氧化鋁涂布隔膜將近縮小一倍,說明本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜具有更好的電解液浸潤性,有利于提升電池倍率性能。

從表2可以看出,采用本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜制作的鋰離子電池與采用商業(yè)化氧化鋁涂布隔膜在1/3C倍率下循環(huán)400圈后,容量保持率基本一致,均為90%左右;在1C倍率下循環(huán)500圈后,容量保持率有所提升,說明采用本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜有利于提升電池倍率循環(huán)性能。

從表3可以看出,在60%SOC下進行熱失控測試,采用本發(fā)明的阻燃材料涂布隔膜制作的鋰離子電池與采用商業(yè)化氧化鋁涂布隔膜均未發(fā)生熱失控行為;在80%SOC下進行熱失控測試,采用本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜制作的鋰離子電池未發(fā)生熱失控行為,具體表現(xiàn)為不燃燒、伴隨大量濃煙明顯(如圖4-7所示)、最高溫度均低于515℃,而采用商業(yè)化氧化鋁涂布隔膜制作的鋰離子電池則發(fā)生熱失控行為,具體表現(xiàn)為燃燒、火勢較大(如圖8所示)、最高溫度為668℃;說明本發(fā)明中阻燃材料涂布隔膜具有良好的阻燃效果,能夠大幅提升鋰離子電池的安全性能。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。

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