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隔膜和电池

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


隔膜和电池

技术领域

本发明涉及电池领域,具体涉及隔膜以及包含该隔膜的电池。

背景技术

锂离子电池作为电源已广泛应用于电脑、手机等电子产品中。为了适应市场需求,锂离子电池的能量密度逐步提高,锂离子电池负极的膨胀问题也越发严重。负极膨胀会引发电池变形,影响电池安全性能和电池容量的正常发挥。在电池工作周期中,锂离子在正负极间反复脱出、嵌入,隔膜始终发挥着离子导通和电子绝缘的功能。为减弱电池在循环过程中的变形问题,一种策略为在隔膜表面涂覆粘结层,可以极大增强隔膜与正负极极片间的粘接力,提高电池硬度,阻碍变形。目前,隔膜用的粘合材料主要为PVDF-HFP。但是PVDF-HFP经过电解液的溶胀后,电池内阻明显增大,会影响电池倍率性能的发挥。

因此,发现一种粘接力大且对电池电性能影响小的隔膜是十分重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种隔膜以及包含该隔膜的电池。本发明的隔膜具有良好的粘接性,能够有效提高电池硬度,阻碍电池变形。

本发明的发明人发现,多糖中含有活性位点,通过硫酸化试剂修饰以后,多糖结构中含有羟基和硫酸基,能够与正极片和负极片表面的含氧基团形成氢键,增加隔膜与正极片和负极片之间的粘接力;当硫酸基含量较低时,功能性粘结剂的粘接力无法完全表达,当硫酸基含量较高时,则可能产生由于强氢键所致的电解液移动受限的问题,对电池的循环性能产生不良影响,因此适宜的硫酸基含量既能够保证功能性粘结剂的粘接力,又不会对电池的电性能产生不利的影响。

本发明第一方面提供了一种隔膜,所述隔膜包括基材层和涂覆于所述基材层至少一侧表面的涂层,所述涂层包括无机颗粒和功能性粘结剂,所述功能性粘结剂包括硫酸化多糖材料,所述硫酸化多糖材料中硫元素的含量占所述硫酸化多糖材料总重量的0.1%-30%。

本发明第二方面提供了一种电池,所述电池包括隔膜,所述隔膜为本发明第一方面所述的隔膜。

通过上述技术方案,本发明与现有技术相比至少具有以下优势:本发明的隔膜采用包括硫酸化多糖材料的功能性粘结剂,该功能性粘结剂与涂层中的无机颗粒、正极片以及负极片均具有优异的粘接力,能够有效提高电池硬度,阻碍电池变形。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

附图说明

图1所示为本发明一实例中所述隔膜沿宽度方向的截面示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

本发明第一方面提供了一种隔膜,所述隔膜可以包括基材层和涂覆于所述基材层至少一侧表面的涂层。如图1所示为本发明一实例中所述隔膜沿宽度方向的截面示意图,其中图1(a)所示为涂层单侧涂覆的情况,图1(b)所示为涂层两侧涂覆的情况。在图1(a)中,所述隔膜包括基材层1和涂覆于所述基材层1一侧表面的涂层2;在图1(b)中,所述隔膜包括基材层1和涂覆于所述基材层1两侧表面的涂层2。

在本发明中,所述涂层可以包括无机颗粒和功能性粘结剂,所述功能性粘结剂可以包括硫酸化多糖材料,所述硫酸化多糖材料中硫元素的含量可以占所述硫酸化多糖材料总重量的0.1%-30%,例如0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%。

在本发明中,术语“硫酸化多糖材料”具有本领域常规含义。术语“硫酸化多糖材料”是指多糖大分子链上单糖分子中的氨基、羟基等位点的活性氢被硫酸基团部分取代而形成的一类活性物质。

常规市售的多糖材料均能够实现本发明的技术效果,所述多糖材料例如可以包括壳聚糖、淀粉、纤维素、葡聚糖和甲壳素。

本发明的发明人发现,所述硫酸化多糖材料具有特定的硫含量,既能够保证功能性粘结剂的粘接力,又不会对电池的电性能产生不利的影响。

在一实例中,所述硫酸化多糖材料中硫元素的含量占所述硫酸化多糖材料总重量的10%-20%。

在本发明中,以所述涂层的总重量为基准,所述无机颗粒的含量可以为0.1重量%-30重量%(例如0.1、0.5、1、5、10、15、20、25或30重量%),所述功能性粘结剂的含量可以为70重量%-99.9重量%(例如99.9、99.5、99、95、90、85、80、75或70重量%)。

本发明的发明人发现,所述涂层中所述无机颗粒和所述功能性粘结剂具有特定的配比,使得所述隔膜既具备安全性能又具有优良的粘接力。

在一实例中,以所述涂层的总重量为基准,所述无机颗粒的含量为1重量%-20重量%,所述功能性粘结剂的含量为80重量%-99重量%。

在一实例中,以所述涂层的总重量为基准,所述无机颗粒的含量为10重量%-15重量%,所述功能性粘结剂的含量为85重量%-90重量%。

在本发明中,在所述涂层中,所述无机颗粒均匀分布。无机颗粒通过粘结剂彼此连接和固定,并且通过粘结剂与基材层紧密连接成一体。同时由于无机颗粒与无机颗粒之间堆积产生的间隙形成了多孔结构。

在本发明中,所述硫酸化多糖材料可以包括硫酸化黄芪多糖、硫酸化枸杞多糖、硫酸化香菇多糖、硫酸化当归多糖、硫酸化壳聚糖、硫酸化岩藻依多糖、硫酸化纤维素和硫酸化甲壳素中的至少一种。

本发明的发明人发现,壳聚糖、纤维素和甲壳素属于碱性多糖,经过硫酸化(硫酸化处理)后能够形成凝胶结构,进一步增强功能性粘结剂的粘接力。

在一实例中,所述硫酸化多糖材料包括硫酸化壳聚糖、硫酸化纤维素和硫酸化甲壳素中的至少一种。

进一步地,本发明的发明人发现,壳聚糖具有“游离氨基的邻位为羟基”的结构,此结构具有螯合二价金属离子的作用,能够螯合正极析出的金属离子,阻止金属离子在负极表面还原成金属杂质从而对电池产生不利影响。

在一具体实施方式中,所述硫酸化多糖材料为硫酸化壳聚糖。

在本发明中,所述功能性粘结剂还可以包括组分A,所述组分A可以包括聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚乙烯醇中的至少一种。

在一具体实施方式中,所述组分A为偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

在本发明中,所述硫酸化多糖材料与所述组分A的质量比可以为1:(0.4-4),例如1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4。

在一实例中,所述硫酸化多糖材料与所述组分A的质量比为1:(0.8-1.5)。

在本发明中,所述无机颗粒满足介电常数≥5(例如介电常数等于5、6、7、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70)。

所述无机颗粒可以选自三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、氧化锆、勃姆石、氢氧化镁和蒙脱土中的至少一种。

本发明的发明人发现,蒙脱土作为一种类似土壤的纯天然的具有二维纳米层状结构的硅酸盐材料,能够显著减少部分凝胶状态的硫酸化多糖材料对于隔膜透气性的影响。

在一实例中,所述无机颗粒至少包括蒙脱土,以所述无机颗粒的总重量为基准,所述蒙脱土的含量可以为30重量%-100重量%,例如30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100重量%。

在一实例中,以所述无机颗粒的总重量为基准,所述蒙脱土的为50重量%-100重量%。

在本发明中,所述无机颗粒的粒度可以为200nm-800nm,例如200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm或800nm。

本发明的发明人发现,所述无机颗粒的粒度具有合适的范围,使得电池具有更加优异的倍率性能。

在一实例中,所述无机颗粒的粒度可以为300nm-500nm。

在本发明中,术语“粒度”具有本领域常规的含义。术语“粒度”用来表示无机颗粒的尺寸,例如,球状的无机颗粒的粒度为所述球状的无机颗粒的直径,立方体状的无机颗粒的粒度为所述立方体状的无机颗粒的边长,不规则的无机颗粒的粒度为与所述不规则的无机颗粒有相同技术效果的某一球体的直径的等效直径。

在本发明中,所述涂层的厚度可以为0.5μm-5μm,例如0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm。

在一实例中,所述涂层的厚度为1μm-2μm。

在本发明中,所述涂层的厚度是指所述集流体一侧涂覆的涂层的厚度。

在本发明中,所述基材层可以为本领域常规的基材层,例如多孔聚烯烃基板。所述多孔聚烯烃基板可以选自聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。所述聚乙烯可以选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯中的至少一种。

本发明还提供一种所述硫酸化多糖的制备方法,下面以硫酸化壳聚糖为例对所述硫酸化多糖材料的制备方法进行说明,所述硫酸化多糖材料的制备方法至少包括以下步骤:

(1)制备硫酸化试剂:在容器中加入吡啶,置于冰浴,搅拌条件下缓慢滴入氯磺酸,密封;

(2)制备硫酸化多糖材料:在容器中加入壳聚糖和甲酰胺,加热至完全溶解后,置于冰浴,加入步骤(1)所得的硫酸化试剂,反应2-6h。

在本发明中,步骤(1)中,所述吡啶与所述氯磺酸的摩尔比可以为1:(0.01-1)。

在一实例中,所述吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为1:(0.1-0.5)。

在本发明中,步骤(2)中,所述甲酰胺、所述壳聚糖与所述硫酸化试剂的质量比为1:(0.1-1):(0.1-0.5)。

本发明还提供一种隔膜的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)制备功能性粘结剂溶液:将所述组分A和所述硫酸化多糖材料混合,加入溶剂,溶解;

(2)制备涂层浆料:研磨无机颗粒,向步骤(1)所得的功能性粘结剂溶液中加入上述研磨后的无机颗粒;

(3)制备隔膜:将步骤(2)得到的涂层浆料涂覆于所述基材层一侧或两侧表面。

以上制备方法中所用的物料的具体选择及其用量如前所述,在此不再赘述。

在本发明中,步骤(1)中,所述溶剂可以包括丙酮、二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的至少一种。

步骤(1)中,所述组分A和所述硫酸化多糖材料的总质量与所述溶剂的质量比可以为(0.01-1):1。

步骤(1)中,所述溶解可以包括在40℃-60℃条件下溶解10h-14h。

步骤(2)中,所述研磨可以使用本领域常规的研磨工艺,例如使用球磨工艺研磨10h-15h。可以理解的是,所述无机颗粒的粒度可以通过球磨工序的粒度以及球磨工序的研磨时间来控制。

本发明的隔膜包括功能性粘结剂,所述功能性粘结剂包括硫酸化多糖材料,所述硫酸化多糖材料中含有硫酸基和羟基,其中硫酸基与含氧基团(例如,对于正极片,所述含氧基团来自LiCoO

本发明第二方面提供了一种电池,所述电池可以包括隔膜,所述隔膜可以为本发明第一方面所述的隔膜。

所述电池除隔膜以外的组件(例如正极片、负极片和电解液等)均可以为本领域常规的选择。

所述电池的组装方式可以按照本领域常规的方式进行。

本发明的电池具有优异的倍率性能和循环性能。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在以下实例中,在没有特别说明的情况下,所用的材料均为商购的分析纯;以下实例中,所使用的无机颗粒的介电常数均≥5。

以下I组实施例用于说明本发明的隔膜。

实施例I1

按照以下步骤制备隔膜:

(1)制备硫酸化试剂:在反应瓶中加入吡啶,置于冰浴至0℃,搅拌下缓慢滴入氯磺酸,搅拌20min至反应瓶中为淡黄色澄清液体,用真空塞密封,现用现配,其中所述吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为80:20;

(2)制备硫酸化多糖材料:在反应瓶中加入壳聚糖和甲酰胺,45℃加热至完全溶解,冷却至室温后,置于冰浴至0℃,加入步骤(1)所得的硫酸化试剂,反应4h,其中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为1:4,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:10;

(3)制备功能性粘结剂溶液:将偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)和步骤2()所得的硫酸化壳聚糖混合,加入丙酮,在50℃条件下溶解12h,其中所述硫酸化壳聚糖与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:1,所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物与所述硫酸化壳聚糖的总质量与所述丙酮的质量的比为0.05:1;

(4)制备涂层浆料:将蒙脱土采用球磨工艺研磨10h至所述蒙脱土的粒度为400nm,向步骤(3)所得的功能性粘结剂溶液中加入上述研磨后的蒙脱土,搅拌均匀,其中所述蒙脱土的质量与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和所述硫酸化壳聚糖的总质量的比为12:88;

(5)制备隔膜:采用浸涂工序,将步骤(4)得到的涂层浆料涂覆于聚乙烯隔板(厚度为7μm,孔隙率为35%)两侧表面。

得到隔膜,其中,调节所述涂层的厚度为1.5μm。

实施例I2

按照以下步骤制备隔膜:

(1)制备硫酸化试剂:在反应瓶中加入吡啶,置于冰浴至0℃,搅拌下缓慢滴入氯磺酸,搅拌20min至反应瓶中为淡黄色澄清液体,用真空塞密封,现用现配,其中所述吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为90:10;

(2)制备硫酸化多糖材料:在反应瓶中加入壳聚糖和甲酰胺,45℃加热至完全溶解,冷却至室温后,置于冰浴至0℃,加入步骤(1)所得的硫酸化试剂,反应4h,其中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为1:4,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:10;

(3)制备功能性粘结剂溶液:将偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)和步骤2()所得的硫酸化壳聚糖混合,加入丙酮,在50℃条件下溶解12h,其中所述硫酸化壳聚糖与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:0.8,所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物与所述硫酸化壳聚糖的总质量与所述丙酮的质量的比为0.05:1;

(4)制备涂层浆料:将蒙脱土采用球磨工艺研磨12h至所述蒙脱土的粒度为300nm,向步骤(3)所得的功能性粘结剂溶液中加入上述研磨后的蒙脱土,搅拌均匀,其中所述蒙脱土的质量与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和所述硫酸化壳聚糖的总质量的比为10:90;

(5)制备隔膜:采用浸涂工序,将步骤(4)得到的涂层浆料涂覆于聚乙烯隔板(厚度为7μm,孔隙率为35%)两侧表面,烘干。

得到隔膜,其中,所述涂层的厚度为1μm。

实施例I3

按照以下步骤制备隔膜:

(1)制备硫酸化试剂:在反应瓶中加入吡啶,置于冰浴至0℃,搅拌下缓慢滴入氯磺酸,搅拌20min至反应瓶中为淡黄色澄清液体,用真空塞密封,现用现配,其中所述吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为70:30;

(2)制备硫酸化多糖材料:在反应瓶中加入壳聚糖和甲酰胺,45℃加热至完全溶解,冷却至室温后,置于冰浴至0℃,加入步骤(1)所得的硫酸化试剂,反应4h,其中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为1:4,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:10;

(3)制备功能性粘结剂溶液:将偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)和步骤(2)所得的硫酸化壳聚糖混合,加入丙酮,在50℃条件下溶解12h,其中所述硫酸化壳聚糖与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:1.5,所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物与所述硫酸化壳聚糖的总质量与所述丙酮的质量的比为0.05:1;

(4)制备涂层浆料:将蒙脱土采用球磨工艺研磨10h至所述蒙脱土的粒度为500nm,向步骤(3)所得的功能性粘结剂溶液中加入上述研磨后的蒙脱土,搅拌均匀,其中所述蒙脱土的质量与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和所述硫酸化壳聚糖的总质量的比为15:85;

(5)制备隔膜:采用浸涂工序,将步骤(4)得到的涂层浆料涂覆于聚乙烯隔板(厚度为7μm,孔隙率为35%)两侧表面,烘干。

得到隔膜,其中,所述涂层的厚度为2μm。

实施例I4

本组实施例用于说明硫酸化多糖材料的改变带来的影响。

本组实施例参照实施例I1进行,所不同的是,改变硫酸化多糖材料,具体地:

实施例I4a,步骤(2)中,将壳聚糖替换为等质量的甲壳素;

实施例I4b,步骤(2)中,将壳聚糖替换为等质量的纤维素。

实施例I5

本组实施例用于说明无机颗粒的改变带来的影响。

本组实施例参照实施例I1进行,所不同的是,改变无机颗粒,具体地:

实施例I5a,步骤(4)中,将蒙脱土替换为等质量的勃姆石和蒙脱土的组合,其中,蒙脱土和勃姆石的质量比为1:1;

实施例I5b,步骤(4)中,将蒙脱土替换为等质量的勃姆石和蒙脱土的组合,其中,蒙脱土和勃姆石的质量比为2:3。

实施例I6

本组实施例用于说明硫酸化多糖材料中硫含量的改变带来的影响。

本组实施例参照实施例I1进行,所不同的是,改变硫酸化壳聚糖中的硫含量,具体地:

实施例I6a,步骤(1)中,吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为20:1;步骤(2)中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为1:20,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:4;

实施例I6b,步骤(1)中,吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为50:50;步骤(2)中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为1:4,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:10;

实施例I6c,步骤(1)中,吡啶与所述氯磺酸的摩尔比为50:50;步骤(2)中所述硫酸化试剂与所述甲酰胺的质量比为3:20,所述壳聚糖与所述甲酰胺的质量比为1:10。

实施例I7

本组实施例用于说明无机颗粒与功能性粘结剂的质量比的改变带来的影响。

本组实施例参照实施例I1进行,所不同的是,改变蒙脱土与功能性粘结剂的质量比,具体地:

实施例I7a,其中所述蒙脱土的质量与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和所述硫酸化壳聚糖的总质量的比为1:99;

实施例I7b,其中所述蒙脱土的质量与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和所述硫酸化壳聚糖的总质量的比为20:80。

实施例I8

本组实施例用于说明硫酸化多糖材料与组分A的质量比的改变带来的影响。

本组实施例参照实施例I1进行,所不同的是,改变硫酸化壳聚糖与偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比,具体地:

实施例I8a,所述硫酸化壳聚糖与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:0.5;

实施例I8b,所述硫酸化壳聚糖与所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:3.5。

对比例D1

参照实施例I1,不同的是,所述功能性粘结剂中不包括硫酸化壳聚糖。

对比例D2

参照实施例I1,不同的是,将硫酸化壳聚糖替换为葡聚糖硫酸锂。

测试例I

(1)含硫量测试

将I组实施例与对比例得到的硫酸化多糖材料通过元素分析仪测定所述硫酸化多糖材料中的硫含量,将测试结果记于表1。

(2)剥离强度测试

将I组实施例与对比例得到的隔膜进行剥离强度测试,具体测试方法如下,将测试结果记于表1。

1.取样:将隔膜裁切成长约220mm,宽约23mm的样品;

在钢板上贴双面胶,将双面胶离型纸撕掉,将裁切好的隔膜样品贴附在钢板上;将Scotch胶平行于隔膜的长度方向平整的粘贴在约隔膜中间位置,用2kg压辊来回压1次;

2.测试:使用电子万能试验机,测试速度设置为100mm/min。

(3)离子电导率测试

将I组实施例与对比例得到的隔膜进行离子电导率测试,具体测试方法如下,将测试结果记于表1。

用冲片机将隔膜裁成直径为40mm的圆4块。将隔膜放入浓度为1.0mol/L的六氟磷酸锂(LiPF

以隔膜层数为横坐标,电阻R

R=K×1,

其中,R—1层隔膜的电阻值,单位:欧姆(Ω);K—曲线斜率;

σ=d/(R×S),

其中,σ—隔膜的离子电导率,单位:西门子每厘米(S/cm);d—1层隔膜的厚度,单位:微米(μm);R—1层隔膜的电阻值,单位:欧姆(Ω);S—实验时裁取的隔膜的面积,单位:平方厘米(cm

(4)130℃热收缩率测试

将I组实施例与对比例得到的隔膜进行130℃热收缩率测试,具体测试方法如下,将测试结果记于表1。

1.取样:利用隔膜制样模具将隔膜裁剪成边长100mm的正方形隔膜3块,在隔膜纵向(MD)和横向(TD)方向分别画两条平行线,记录试样在烘烤前MD和TD方向两直线间距离;

2.隔膜上下各放3张A4纸固定隔膜,将隔膜和A4纸共同放入烤箱中部位置,温度130℃。关上箱门,温度稳定后计时1h;

3.加热结束后取出隔膜,待隔膜恢复到室温后,再次测量纵向和横向的标记长度,计算公式如下所示:

ΔL

L

L

(mm);

ΔL

L

L

计算隔膜横向和纵向的热收缩率,取3个测试结果的平均值作为该隔膜的热收缩率。

(5)透气测试

隔膜透气率:反映隔膜的透过能力,即一定体积的气体,在一定压力下通过1平方英寸面积隔膜所需要的时间。将I组实施例与对比例得到的隔膜进行透气测试。具体测试仪器:日本王研式透气度仪,将测试结果记于表1。

表1

以下II组实施例用于说明本发明的电池。

按照以下步骤制备电池:

(1)正极片的制备:将钴酸锂、导电炭黑(Super-P)和聚偏二氟乙烯(PVDF)按照质量比为97:1.5:1.5混合,溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,搅拌均匀制得正极活性浆料,其中固含量为42%,将正极活性浆料均匀地涂布于铝箔片两侧,烘干、冷压、切片、焊接极耳,得到正极片;

(2)负极片的制备:

将石墨、导电炭黑(Super-P)、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)按照质量比为96.5:1:1:1.5混合,溶于去离子水中,搅拌均匀制得负极活性浆料,其中固含量为40%,将正极活性浆料均匀地涂布于铜箔片两侧,烘干、冷压、切片、焊接极耳,得到负极片;

(3)电解液的制备:将六氟磷酸锂(LiPF

(4)电池的制备:将步骤(1)所得的正极片、步骤(2)所得的负极片以及I组实施例和对比例所得的隔膜卷绕组装成电芯,烘干,注入步骤(3)所得的电解液后封装,得到电池。

测试例II

(1)循环性能测试

将II组实施例与对比例得到的电池进行循环性能测试,具体测试方法如下,将测试结果记于表2。

充放电制度设置:

1、0.2C放电至下限电压3.0V,静置10min;

2、0.7C充电至上限电压,截止200mA,静置10min;

3、0.2C放电至上限电压(做初始容量测试),静置10min;

4、5C充4.15V截止3.7C,转3.7C充4.25V截止3C,转3C充4.45V截止2C,转2C充4.5V截止200mA,静置10min;

5、0.7C放电至3.0V,静置10min;

循环重复上述4~5步骤500次,再重复2~3步骤500次循环后做容量测试。

(2)倍率性能测试

将II组实施例与对比例得到的电池进行倍率性能测试,具体测试方法如下:

1、0.2C放电至下限电压3.0V,静置10min;

2、一定的倍率放充电(倍率如下),截止电流0.025C,静置10min;

1~2循环重复5次直到所有倍率充电测试完成。

充电倍率:0.2C/0.5C/1.0C/2.0C/3.0C/4.0C/5.0C,将0.2C、1.0C和5.0C的数据记于表2。

(3)K值测试

将II组实施例与对比例得到的电池进行K值测试,具体测试方法如下,将测试结果记于表2。

通过OCV测试仪器设备测量电芯O1、OB电压,计算K值,计算公式:

OCV1-第一次测试电压,单位:mV;

OCV2-第二次测试电压,单位:mV;

其中,两次测试的时间间隔为24h(小时)。

表2

从表1可以看出,本发明隔膜与对比例相比,能够兼顾隔膜的剥离强度、离子电导率、热收缩率以及透气性能,本发明的隔膜表面的涂层中含有功能性粘结剂,使得隔膜的剥离强度和离子电导率更高,且在电池循环后期溶胀更小。从表2可以看出,本发明的隔膜所制备的电池与对比例相比,电池的容量保持率和倍率性能更好,且明显改善了电池的自放电。

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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