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专利情报丨复合隔膜-三星
教育
2024-10-21 16:30
四川
来源丨能源灯塔
CN110391
382B-复合隔膜、其制备方法及包括其的锂二次电池
申请日:2019-01-09
公开(公告)日:2024-03-12
技术背景:
为了改善电池安全性,锂二次电池的隔膜可用离子液体或高粘度液体电解质浸渍。然而,所述隔膜可为不能被所述离子液体或高粘度液体电解质充分浸渍的。因此,在多孔基材上具有包含无机纳米粒子和非导电聚合物的涂层的隔膜可用作锂二次电池的隔膜。然而,所述无机纳米粒子可不均匀地分布在所述涂层上,非均匀地填充所述多孔基材的孔,导致非均匀的隔膜。这可导致锂枝晶的局部生长并增加界面电阻。因此,需要改善的隔膜材料。
技术手段:
复合隔膜包括:
多孔基材
;和
在多孔基材的表面上的复合电解质
,
复合电解质包括嵌段共聚物、离子液体和颗粒
,其中
颗粒的尺寸大于多孔基材的孔尺寸
,颗粒包括有机颗粒、无机颗粒、有机-无机颗粒、或其组合,且颗粒具有大于约1微米(μm)至约100μm的颗粒尺寸(粒度)。
图1:复合隔膜的结构的示意图
实施例1:
在将2重量百分数(重量%)的PS-PEO-PS嵌段共聚物(以约3:7:3的重量比混合的PS、PEO和PS嵌段)溶解在乙腈中之后,向其添加通过如下获得的电解质溶液:将1.53摩尔浓度(M)双(氟磺酰)亚胺锂(“LiFSI”或“LiN(SO2F)2”)添加至用作离子液体的双(氟磺酰)亚胺1-甲基-1-丙基吡咯烷
(“PYR13FSI”)。将聚(苯乙烯-b-二乙烯基苯)嵌段共聚物微球添加至所得溶液以由此制备复合电解质组合物。所述复合电解质组合物中的所述离子液体的量为约81重量份,所述PS-PEO-PS嵌段共聚物的量为约16重量份,并且所述聚(苯乙烯-b-二乙烯基苯)嵌段共聚物微球的量为约3重量份,各自相对于100重量份的所述离子液体、所述PS-PEO-PS嵌段共聚物和所述聚(苯乙烯-b-二乙烯基苯)嵌段共聚物微球的总重量。所述聚(苯乙烯-b-二乙烯基苯)嵌段共聚物中聚(苯乙烯)嵌段和聚(二乙烯基苯)嵌段的混合比率按重量计为约9:1。所述聚(苯乙烯-b-二乙烯基苯)嵌段共聚物微球的颗粒尺寸为约3μm。
使用刮刀将所述复合电解质组合物涂覆在用作多孔基材的聚(乙烯)隔膜(具有约2微米(μm)的平均孔径、约12μm的厚度和约48%的孔隙率)上至约5μm厚度。将所得涂覆产物在室温(25℃)下在干燥室中干燥2天,然后在约60℃下真空干燥过夜以由此获得复合隔膜(具有约17μm的总厚度)。
技术效果:
复合电解质的嵌段共聚物可充当粘合剂。当使用所述嵌段共聚物时,所述复合隔膜可
具有改善的机械强度
。当所述嵌段共聚物与所述离子液体一起使用时,所述复合隔膜可
具有改善的离子传导性
。所述颗粒可为有机颗粒。所述有机颗粒可为基于聚(苯乙烯)的微球。当使用所述基于聚(苯乙烯)的微球时,与当使用无机颗粒时不同,可改善复合电解质中的嵌段共聚物和有机颗粒的混溶性和分散性。
-END-
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