本發(fā)明屬于二次電池隔膜，具體涉及一種復合隔膜及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、鈉離子電池尚未全面地走進人們的生活，而與鈉離子電池幾乎同時問世的鋰離子電池已經(jīng)在動力電池、儲能、電子設(shè)備中得到了廣泛的應用。歸其原因可能是鈉離子電池的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)尚未取得市場認可的突破。電池隔膜為電池的關(guān)鍵組件。鈉離子電池可采用的隔膜主要為玻璃纖維膜。根據(jù)實驗探究，玻璃纖維膜具有極佳的熱穩(wěn)定性、較大孔隙率、較好的浸潤性以及較穩(wěn)定的化學性質(zhì)，在鈉離子電池中應用廣泛。因玻璃纖維膜質(zhì)地較軟、孔隙較大、機械性能差的缺點，在電池封裝及循環(huán)的過程中鈉枝晶更易穿透隔膜導致電池的庫倫效率不穩(wěn)定。因此，如何提高玻璃纖維膜的抗枝晶穿透性，從而提高鈉離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種復合隔膜及其制備方法和應用。本發(fā)明提供的復合隔膜具備優(yōu)異的抗枝晶穿透性，制備的鈉離子電池具備優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種復合隔膜，包括層疊設(shè)置的玻璃纖維膜和改性涂層；

4、所述改性涂層的組分包括β”-al2o3和粘結(jié)劑。

5、優(yōu)選地，所述β”-al2o3和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(2～9)：1。

6、優(yōu)選地，所述改性涂層的厚度為20～40μm；所述玻璃纖維膜的厚度為0.4～2mm。

7、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：

8、(1)將β”-al2o3、粘結(jié)劑和溶劑混合，得到混合懸液；

9、(2)將所述步驟(1)得到的混合懸液涂覆在玻璃纖維膜表面，得到復合隔膜。

10、優(yōu)選地，所述步驟(1)中β”-al2o3的粒徑為0.1～1μm。

11、優(yōu)選地，所述步驟(1)中粘結(jié)劑與溶劑的質(zhì)量比為(2～3)：(97～98)。

12、優(yōu)選地，所述步驟(1)中的混合為球磨混合。

13、優(yōu)選地，所述球磨混合的轉(zhuǎn)速為200～500rpm，球磨混合的時間為2～8h。

14、優(yōu)選地，所述步驟(2)中的涂覆為刮涂。

15、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述復合隔膜或者上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的復合隔膜在二次電池隔膜中的應用。

16、本發(fā)明提供了一種復合隔膜，包括層疊設(shè)置的玻璃纖維膜和改性涂層；所述改性涂層的組分包括β”-al2o3和粘結(jié)劑。本發(fā)明采用具有良好的化學惰性及熱穩(wěn)定性的β”-al2o3對玻璃纖維膜進行表面改性，通過粘結(jié)劑粘附在玻璃纖維膜表面，改性后復合隔膜的致密度提高，從而提高了復合隔膜的強度，進而提高了抗枝晶穿透能力，能夠明顯提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，避免電池微短路的發(fā)生，提高了電池的容量保持率。實驗結(jié)果表明，以氟磷酸釩鈉為正極，金屬鈉為負極，以本發(fā)明的復合隔膜為隔膜，改性涂層與負極接觸，電解液為1mnaclo4?in?pc，組裝成電池，電池在5c倍率下循環(huán)1000圈后仍有70～79.04％的容量保持率。

技術(shù)特征：

1.一種復合隔膜，包括層疊設(shè)置的玻璃纖維膜和改性涂層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述β”-al2o3和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(2～9)：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合隔膜，其特征在于，所述改性涂層的厚度為10～30μm；所述玻璃纖維膜的厚度為0.4～2mm。

4.權(quán)利要求1～3任意一項所述復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中β”-al2o3的粒徑為0.1～1μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中粘結(jié)劑與溶劑的質(zhì)量比為(2～3)：(97～98)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的混合為球磨混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述球磨混合的轉(zhuǎn)速為200～500rpm，球磨混合的時間為2～8h。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的涂覆為刮涂。

10.權(quán)利要求1～3任意一項所述復合隔膜或者權(quán)利要求4～9任意一項所述制備方法制備得到的復合隔膜在二次電池隔膜中的應用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種復合隔膜及其制備方法和應用，屬于二次電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的復合隔膜包括層疊設(shè)置的玻璃纖維膜和改性涂層；所述改性涂層的組分包括β”?Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和粘結(jié)劑。本發(fā)明采用具有良好的化學惰性及熱穩(wěn)定性的β”?Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;對玻璃纖維膜進行表面改性，通過粘結(jié)劑粘附在玻璃纖維膜表面，改性后復合隔膜的致密度提高，從而提高了復合隔膜的強度，進而提高了抗枝晶穿透能力，能夠明顯提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，避免電池微短路的發(fā)生，提高了電池的容量保持率。實驗結(jié)果表明，以本發(fā)明的復合隔膜為隔膜組裝成的電池在5C倍率下循環(huán)1000圈后仍有70～79.04％的容量保持率。

技術(shù)研發(fā)人員：李文堯,程海云,張朝民,劉宇
受保護的技術(shù)使用者：上海工程技術(shù)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30