CN115312968B - 一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 - Google Patents
一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115312968B CN115312968B CN202211100766.8A CN202211100766A CN115312968B CN 115312968 B CN115312968 B CN 115312968B CN 202211100766 A CN202211100766 A CN 202211100766A CN 115312968 B CN115312968 B CN 115312968B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zeolite
- lithium
- slurry
- graphene
- ion battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 32
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 25
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 22
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 claims description 21
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 claims description 21
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 claims description 21
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 claims description 17
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 16
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 14
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 14
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 11
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- -1 olefin compound Chemical class 0.000 description 5
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 4
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 4
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical group O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 3
- 239000006257 cathode slurry Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 1
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 1
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
- H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/431—Inorganic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法。包括以下步骤：步骤1：将微孔隔膜在柠檬酸溶液中活化，一面涂覆Li‑沸石浆料，另一面涂覆石墨烯浆料；得到一面为Li‑沸石涂层、一面为石墨烯涂层的耐高温隔膜；步骤2：制备正极片、负极片步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li‑沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液，得到锂离子电池。方案中，水系聚偏氟乙烯粘结剂用于两种浆料中，增加正极片、负极片、隔膜之间的亲和性，降低界面内阻，增强耐高温性和循环稳定性；同时改善正极、负极性能，从而增强锂离子电池性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法。
背景技术
世界能源的变革，促进了新能源如电能的飞速发展，而锂电池作为电能发展下的产物，其具有便携性、循环性、环保型等优点而被广泛应用。其中，锂电池隔膜是与正极、负极、电解液并列的四大组件之一，其一是为电池提供锂离子通路，二是为防止正负极短路提供物理屏障。
现有技术中，通常使用微孔聚烯烃隔膜作为电池隔膜，但是其一方面高温稳定性差，易使得热失控产生安全事故，另一方面吸液能力差，影响电池的循环稳定性；因此通常会引入填料涂覆隔膜解决高温稳定性和循环稳定性。但是，现有陶瓷涂覆隔膜中存在多个问题：一是涂层与聚烯烃隔膜的粘附性较差，使得电池循环多次后，涂层脱落，性能下降明显；二是涂层中填料分散性差，与正极、负极的粘结性差，存在界面阻力，内阻增加，使得循环稳定性降低，且充放电过程中热能和少量气体使得电芯膨胀，锂硫电池中严重时会产生粉化，穿梭现象；三是，均为单一涂料进行单面或双面涂覆，基本都是研究增加负极性能的，无法改善正极存在的活性材料腐蚀现象，影响电池性能。
综上，解决上述问题，制备一种基于耐高温隔膜的锂离子电池具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将微孔隔膜在柠檬酸溶液中活化，一面涂覆Li-沸石浆料，另一面涂覆石墨烯浆料；得到一面为Li-沸石涂层、一面为石墨烯涂层的耐高温隔膜；
步骤2：将正极浆料涂覆在铝膜上，干燥、压制，得到正极片；将负极浆料涂敷在铜膜上，干燥、压制，得到负极片；
步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li-沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液，得到锂离子电池。
较为优化地，所述Li-沸石浆料、石墨烯浆料、正极浆料、负极浆料中使用的粘结剂相同，均是由三甲氧基硼烷改性聚偏氟乙烯后水解制备得到。
较为优化地，所述粘结剂的制备方法为：将聚偏氟乙烯浸渍在氢氧化钠溶液中，加入高锰酸钾，搅拌活化12～24小时，洗涤干燥；将其分散在正己烷中，加入三甲氧基硼烷，室温搅拌反应12～16小时，过滤；将固体粉末转移至pH＝4.2～4.5的盐酸溶液中，设置温度为55～65℃搅拌1～2小时，过滤洗涤干燥，得到粘结剂。
较为优化地，所述聚偏氟乙烯与三甲氧基硼烷的质量比为6:1～1.5。
较为优化地，所述Li-沸石浆料的原料包括以下组分：按重量计，100份去离子水，16～20份Li-沸石，6～8份粘结剂。
较为优化地，所述Li-沸石的制备方法为：将质量比0.2～0.25:1的氢氧化锂和沸石依次加入去离子水中混合均匀，干燥后置于400～450℃下煅烧4～5小时，得到Li-沸石。
较为优化地，所述石墨烯浆料的原料包括以下组分：按重量计，100份去离子水，25～30份氧化石墨烯复合物、1～3份粘结剂。
较为优化地，所述氧化石墨烯复合物的制备方法为：将氧化石墨烯置于壳聚糖-聚氧化乙烯溶液中，浸泡5～10分钟，晾干20～30分钟，重复“浸泡-晾干”3～5次；将其置于单宁酸溶液中，浸渍30～40分钟；转移至吡咯溶液中，分散均匀，依次缓慢加入过氧化氢和氯化铁，搅拌10～12小时，过滤洗涤干燥，得到氧化石墨烯复合物。
较为优化地，壳聚糖-聚氧化乙烯溶液的浓度为4～6wt％，壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1；所述氧化石墨烯与壳聚糖的质量比为1:2～3；单宁酸溶液的浓度为8～10wt％；吡咯溶液的浓度为3～4wt％，吡咯与氧化石墨烯的质量比为3～4:5。
较为优化地，一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法制备得到的锂离子电池。
本技术方案中，通过制备水系聚偏氟乙烯粘结剂，用于涂层、正极浆料、负极浆料中，提高隔膜与极片之间的亲和性，增强三者之间的粘结性，降低界面内阻，从而增强锂离子电池循环稳定性和安全性。同时通过使用不同填料得到两种浆料，涂敷在微孔隔膜两侧，增加隔膜的耐高温性，改善正极、负极性能，从而增强锂离子电池性能。
(1)方案中，将聚偏氟乙烯使用氢氧化钠清洗、高锰酸钾活化；然后在聚偏氟乙烯(氟原子：配位电子)表面接枝三甲氧基硼烷(硼原子：中心原子)，然后将其在盐酸中水解(B-(OCH3)3水解形成B-(OH)3)；得到粘结剂，以此增加聚偏氟乙烯的粘结性和亲水性，增加浆料的稳定性，从而提高涂覆均匀性，增强吸液性；同时增强了隔膜与正极片、与负极片之间的界面粘结性，降低了内阻；此外其表面的亲水基团可以锚定聚硫化物，抑制穿梭效应；以此，有效改善了提高电池的循环性能。
(2)方案中，将微孔隔膜在柠檬酸中活化后，一面涂覆Li-沸石浆料，另一面涂覆石墨烯浆料；以此，得到耐高温隔膜，有效增加了正极性能和负极性能，从而有效提高了锂离子电池的能量密度、循环稳定性、高温安全性。
其中，Li-沸石浆料中，Li-沸石是将锂离子交换沸石中的Na+等离子后煅烧制备得到的。电池循环过程中，电解液会与正极发生反应，腐蚀正极活性材料，使得正极金属离子溶出，导致内阻增加，循环稳定性降低；方案中使用Li-沸石作为填料，其一，沸石可以吸附电解液中微量的水，抑制电解液形成HF，降低活性材料的腐蚀；其二，其内部含有的锂离子可以与溶出的正极金属离子产生离子交换，提高循环稳定性。此外，浆料中的粘结剂，使用的是通过硼基物质改性，可以降低阻抗，两者协同提高正极性能，提高电池循环稳定性。
其中，石墨烯涂覆隔膜，由于片状结构，涂覆后，要么粘结性较差，要么孔隙被覆盖率较大，影响了锂离子迁移效率；因此，方案中，对氧化石墨烯进行表明面改性，得到具有一定粘附性，且结构松散的石墨烯复合物，有效抑制体积膨胀和穿梭效应；从而增强了粘附性、耐高温性、循环稳定性。
石墨烯浆料中，石墨烯复合物是先将氧化石墨烯表面使用壳聚糖、聚氧化乙烯进行接枝插层，再将其置于单宁酸将其交联，进一步增加氧化石墨烯的粘附性，进一步扩大氧化石墨烯片层间距，得到表面含有壳聚糖-聚氧化乙烯-单宁酸的石墨烯复合物A；然后进一步将其置于吡咯溶液中原位接枝聚吡咯，利用壳聚糖-聚氧化乙烯-单宁酸促进吡咯聚合，并缓解了聚吡咯的固有的脆性，制备得到石墨烯复合物，有效提高了耐高温性。且由于表面物质的接枝，使得浆料涂覆干燥后，片层不会发生堆垛，具有较大层间距，使得物质将形成了空间交联网络，利于锂离子的迁移，降低内阻。同时的石墨烯复合物在浆料中具有良好的分散性，均匀涂覆在隔膜表面，同时在交底含量粘结剂的情况下，具有良好的粘附性。同时单宁酸的交联，抑制了壳聚糖和聚氧化乙烯的溶解，增加了分子缠结，提高了粘结性和力学性能，与聚吡咯协同均匀吸收热能，缓冲体积膨胀，使得是石墨烯复合物具有优异的耐热性。同时，壳聚糖-聚氧化乙烯-单宁酸的活性基团可以通过偶极矩相互作用锚定聚硫化物，而聚吡咯可以将长链多硫化物转变为短链多硫化物，协同抑制硫化物的穿梭效应，提供了更好的负极界面性能。
以此，正负极和隔膜之间形成良好的界面性能，有抑制由于产热产气引起的电芯膨胀变形，提高电池的安全性能和循环稳定性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
以下实施例中，壳聚糖购自苏州嘉叶，脱乙酰度为85％；聚氧化乙烯购自上海源叶，平均分子量100,000；聚偏氟乙烯购自上海源叶，分子量为40万；沸石购自淄博齐创，纳米级ZSM-5分子筛。
氧化石墨烯由石墨烯片氧化制备得到，石墨烯片购自阿拉丁；氧化方法为：将5g石墨烯置于45g浓硫酸中，搅拌均匀，加入5g五氧化二磷，搅拌均匀，加入1g过氧化氢，设置温度为80℃，搅拌10分钟，静置30分钟；再加入45g浓硫酸、20g高锰酸钾，搅拌反应2小时，过滤洗涤，加入150g去离子水和1g过氧化氢，搅拌30分钟，过滤洗涤干燥，得到氧化石墨烯。
负极活性物质为石墨；导电剂为SuperP。
正极活性物质的制备方法为：将1.5g氧化石墨烯分散在去离子水中，得到2g/L的分散液，加入2g氯化镍和2g氯化钴加入混合均匀，得到混合液，将其在120℃保温6小时；加入8g硫脲，设置温度为180℃保温6小时，干燥，得到金属硫化物；将金属硫化物与硫粉按照质量比为3:1混合均匀，在惰性气体下，设置温度为160℃热处理12小时，得到正极活性物质。
实施例1：
步骤1：(1)将6g聚偏氟乙烯浸渍在10wt％的氢氧化钠溶液中，加入2wt％的高锰酸钾，搅拌活化24小时，洗涤干燥；将其分散在50mL正己烷中，加入1.4g三甲氧基硼烷，室温搅拌反应12小时，过滤；将固体粉末转移至pH＝4.2的盐酸溶液中，设置温度为60℃搅拌1.5小时，过滤洗涤干燥，得到粘结剂，备用。
(2)将1.25g氢氧化锂分散在15mL去离子水中，加入5g沸石搅拌均匀，置于70℃烘箱中干燥，转移至高温炉中，在400℃下煅烧4小时，得到Li-沸石，备用。
(3)将5g氧化石墨烯置于5wt％的壳聚糖-聚氧化乙烯溶液(壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1，总质量为12g)中，浸泡6分钟，晾干30分钟，重复“浸泡-晾干”4次；将其置于10wt％的单宁酸溶液(单宁酸质量为3g)中，浸渍35分钟；转移至3.5wt％吡咯溶液(吡咯质量为3.5g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
(4)按照按重量分数计，将100份去离子水，18份Li-沸石，8份粘结剂混合均匀，得到Li-沸石浆料；按照重量分数计，将100份去离子水，28份石墨烯复合物、2份粘结剂混合均匀，得到石墨烯浆料。
(5)将微孔聚烯烃隔膜在丙酮中浸渍15分钟，10wt％的柠檬酸溶液中活化25分钟，将Li-沸石浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；将石墨烯浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；得到耐高温隔膜。
步骤2：(1)按照重量分数计，36份N,N-二甲基甲酰胺、56份正极活性物质、6份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到正极浆料；将其涂覆在铝箔上，烘干压制得到正极片，硫的载量为5mg/cm2；按照重量分数计，将30份N,N-二甲基甲酰胺、60份负极活性物质、8份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到负极浆料，将其涂覆在铜箔上，烘干压制得到负极片，石墨载量为25mg/cm2；
步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li-沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液(1M的六氟磷酸锂，溶剂为质量比为1:2的碳酸乙烯和碳酸二乙酯)，得到锂离子电池。
实施例2：
步骤1：(1)将6g聚偏氟乙烯浸渍在10wt％的氢氧化钠溶液中，加入2wt％的高锰酸钾，搅拌活化12小时，洗涤干燥；将其分散在50mL正己烷中，加入1g三甲氧基硼烷，室温搅拌反应16小时，过滤；将固体粉末转移至pH＝4.5的盐酸溶液中，设置温度为65℃搅拌1小时，过滤洗涤干燥，得到粘结剂，备用。
(2)将1g氢氧化锂分散在15mL去离子水中，加入5g沸石搅拌均匀，置于70℃烘箱中干燥，转移至高温炉中，在400℃下煅烧4小时，得到Li-沸石，备用。
(3)将5g氧化石墨烯置于4wt％的壳聚糖-聚氧化乙烯溶液(壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1，总质量为15g)中，浸泡5分钟，晾干20分钟，重复“浸泡-晾干”5次；将其置于8wt％的单宁酸溶液(单宁酸质量为3g)中，浸渍30分钟；转移至3wt％吡咯溶液(吡咯质量为4g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌10小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
(4)按照按重量分数计，将100份去离子水，16份Li-沸石，6份粘结剂混合均匀，得到Li-沸石浆料；按照重量分数计，将100份去离子水，30份石墨烯复合物、1份粘结剂混合均匀，得到石墨烯浆料。
(5)将微孔聚烯烃隔膜在丙酮中浸渍15分钟，10wt％的柠檬酸溶液中活化25分钟，将Li-沸石浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；将石墨烯浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；得到耐高温隔膜。
步骤2：(1)按照重量分数计，36份N,N-二甲基甲酰胺、56份正极活性物质、6份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到正极浆料；将其涂覆在铝箔上，烘干压制得到正极片，硫的载量为5mg/cm2；按照重量分数计，将30份N,N-二甲基甲酰胺、60份负极活性物质、8份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到负极浆料，将其涂覆在铜箔上，烘干压制得到负极片，石墨载量为25mg/cm2；
步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li-沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液(1M的六氟磷酸锂，溶剂为质量比为1:2的碳酸乙烯和碳酸二乙酯)，得到锂离子电池。
实施例3：
步骤1：(1)将6g聚偏氟乙烯浸渍在10wt％的氢氧化钠溶液中，加入2wt％的高锰酸钾，搅拌活化24小时，洗涤干燥；将其分散在50mL正己烷中，加入1.5g三甲氧基硼烷，室温搅拌反应12小时，过滤；将固体粉末转移至pH＝4.2的盐酸溶液中，设置温度为55℃搅拌2小时，过滤洗涤干燥，得到粘结剂，备用。
(2)将1.25g氢氧化锂分散在15mL去离子水中，加入5g沸石搅拌均匀，置于70℃烘箱中干燥，转移至高温炉中，在450℃下煅烧4小时，得到Li-沸石，备用。
(3)将5g氧化石墨烯置于6wt％的壳聚糖-聚氧化乙烯溶液(壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1，总质量为10g)中，浸泡10分钟，晾干30分钟，重复“浸泡-晾干”3次；将其置于10wt％的单宁酸溶液(单宁酸质量为3g)中，浸渍40分钟；转移至4wt％吡咯溶液(吡咯质量为4g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
(4)按照按重量分数计，将100份去离子水，20份Li-沸石，8份粘结剂混合均匀，得到Li-沸石浆料；按照重量分数计，将100份去离子水，25份石墨烯复合物、3份粘结剂混合均匀，得到石墨烯浆料。
(5)将微孔聚烯烃隔膜在丙酮中浸渍15分钟，10wt％的柠檬酸溶液中活化25分钟，将Li-沸石浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；将石墨烯浆料辊涂在微孔聚烯烃隔膜的一面，面密度为1.5g/m2，60℃烘干；得到耐高温隔膜。
步骤2：(1)按照重量分数计，36份N,N-二甲基甲酰胺、56份正极活性物质、6份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到正极浆料；将其涂覆在铝箔上，烘干压制得到正极片，硫的载量为5mg/cm2；按照重量分数计，将30份N,N-二甲基甲酰胺、60份负极活性物质、8份导电剂、2份粘结剂混合均匀，得到负极浆料，将其涂覆在铜箔上，烘干压制得到负极片，石墨载量为25mg/cm2；
步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li-沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液(1M的六氟磷酸锂，溶剂为质量比为1:2的碳酸乙烯和碳酸二乙酯)，得到锂离子电池。
对比例1：将粘结剂使用聚偏氟乙烯，其余与实施例1相同。
对比例2：将Li-沸石，使用Li-多孔氧化铝，其余与实施例1相同。
对比例3：石墨烯复合物直接原位接枝聚吡咯，其余与实施例1相同；
更改内容为：将5g氧化石墨烯置于3.5wt％吡咯溶液(吡咯质量为3.5g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
对比例4：石墨烯复合物不使用单宁酸交联，其余与实施1相同；
更改内容为：将5g氧化石墨烯置于5wt％的壳聚糖-聚氧化乙烯溶液(壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1，总质量为12g)中，浸泡6分钟，晾干30分钟，重复“浸泡-晾干”4次；转移至3.5wt％吡咯溶液(吡咯质量为3.5g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
对比例5：石墨烯复合物不循环浸渍，其余与实施例1相同；
更改内容：将5g氧化石墨烯置于5wt％的壳聚糖-聚氧化乙烯溶液(壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1，总质量为12g)中，浸泡25分钟，晾干；将其置于10wt％的单宁酸溶液(单宁酸质量为3g)中，浸渍35分钟；转移至3.5wt％吡咯溶液(吡咯质量为3.5g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
对比例6：石墨烯复合物中不引入聚氧化乙烯，其余与实施例1相同；
更改内容：将5g氧化石墨烯置于5wt％的壳聚糖溶液(壳聚糖的质量为12g)中，浸泡6分钟，晾干30分钟，重复“浸泡-晾干”4次；将其置于10wt％的单宁酸溶液(单宁酸质量为3g)中，浸渍35分钟；转移至3.5wt％吡咯溶液(吡咯质量为3.5g)中，分散均匀，依次缓慢加入20mL过氧化氢和0.8g氯化铁，搅拌12小时，过滤洗涤干燥，得到石墨烯复合物，备用。
实验：将制备的耐高温隔膜在150℃烘烤2小时，检测抗收缩性；并将制备得到的锂离子电池在1C下检测电池循环性能(电压范围为1.5～2.8v)；所得结果如下所示
结论：上述数据可知：将制备得到的耐高温隔膜用于锂离子电池，具有良好的耐高温性，与极片具有良好的粘结性，从而使得锂离子电池具有优异的循环稳定性。将实施例1的数据与对比例1～6进行对比，可以发现：对比例1中，将粘结剂更改为聚偏氟乙烯，循环性能下降，原因在于浆料稳定性和与极片的粘结性下降。对比例2中，将使用多孔氧化铝替换沸石，可以发现循环稳定性下降，原因在于：多孔氧化铝的吸水性和离子交换性弱于沸石，使得正极片与隔膜之间界面内阻在多次循环后增加较大，循环稳定性降低。对比例3～6中，对比例3中未接枝壳聚糖-聚氧化乙烯-单宁酸，使得粘附性降低，热缓冲性降低，吸液性降低，从而降低了电性能；而对比例4中由于未交联，使得粘附性能下降，同时表面接枝的壳聚糖-聚氧化乙烯力学性能下降，稳定性下降。对比例5中，不循环浸渍，使得分散性降低，使得电性能略有下降；对比例6中，由于为引入聚氧化乙烯，降低了极片粘附性，使得性能下降。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将微孔隔膜在柠檬酸溶液中活化，一面涂覆Li-沸石浆料，另一面涂覆石墨烯浆料；得到一面为Li-沸石涂层、一面为石墨烯涂层的耐高温隔膜；
步骤2：将正极浆料涂覆在铝膜上，干燥、压制，得到正极片；将负极浆料涂敷在铜膜上，干燥、压制，得到负极片；
步骤3：将正极片、耐高温隔膜、负极片组装，耐高温隔膜的Li-沸石涂层贴近正极片，石墨烯涂层贴近负极片；得到电芯，注入电解液，得到锂离子电池；
所述Li-沸石浆料、石墨烯浆料、正极浆料、负极浆料中使用的粘结剂相同，所述粘结剂的制备方法为：将聚偏氟乙烯浸渍在氢氧化钠溶液中，加入高锰酸钾，搅拌活化12～24小时，洗涤干燥；将其分散在正己烷中，加入三甲氧基硼烷，室温搅拌反应12～16小时，过滤；将固体粉末转移至pH＝4.2～4.5的盐酸溶液中，设置温度为55～65℃搅拌1～2小时，过滤洗涤干燥，得到粘结剂；
所述石墨烯浆料的原料包括以下组分：按重量计，100份去离子水，25～30份氧化石墨烯复合物、1～3份粘结剂；
所述氧化石墨烯复合物的制备方法为：将氧化石墨烯置于壳聚糖-聚氧化乙烯溶液中，浸泡5～10分钟，晾干20～30分钟，重复“浸泡-晾干”3～5次；将其置于单宁酸溶液中，浸渍30～40分钟；转移至吡咯溶液中，分散均匀，依次缓慢加入过氧化氢和氯化铁，搅拌10～12小时，过滤洗涤干燥，得到氧化石墨烯复合物。
2.根据权利要求1所述的一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述聚偏氟乙烯与三甲氧基硼烷的质量比为6:1～1.5。
3.根据权利要求1所述的一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述Li-沸石浆料的原料包括以下组分：按重量计，100份去离子水，16～20份Li-沸石，6～8份粘结剂。
4.根据权利要求3所述的一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述Li-沸石的制备方法为：将质量比0.2～0.25:1的氢氧化锂和沸石依次加入去离子水中混合均匀，干燥后置于400～450℃下煅烧4～5小时，得到Li-沸石。
5.根据权利要求1所述的一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法，其特征在于：壳聚糖-聚氧化乙烯溶液的浓度为4～6wt％，壳聚糖与聚氧化乙烯的质量比为1:1；所述氧化石墨烯与壳聚糖的质量比为1:2～3；单宁酸溶液的浓度为8～10wt％；吡咯溶液的浓度为3～4wt％，吡咯与氧化石墨烯的质量比为3～4:5。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于耐高温隔膜的锂离子电池的制备方法制备得到的锂离子电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211100766.8A CN115312968B (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211100766.8A CN115312968B (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115312968A CN115312968A (zh) | 2022-11-08 |
| CN115312968B true CN115312968B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=83866390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211100766.8A Active CN115312968B (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115312968B (zh) |
Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002008718A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Mitsui Chemicals Inc | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
| CN101959939A (zh) * | 2008-03-04 | 2011-01-26 | 陶氏康宁公司 | 硼硅氧烷组合物，硼硅氧烷粘合剂，涂布和层压的基底 |
| JP2013065538A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-04-11 | Sekisui Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 |
| CN104201417A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 可脉冲放电的Li-S电池、Li-S储备电池及其制备方法 |
| CN105470519A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-06 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种高电压高体积能量密度低温型锂离子电池 |
| CN105609690A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 中国科学技术大学 | 一种电池隔膜及其制备方法和锂硫电池 |
| CN107057192A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 南通强生光电科技有限公司 | 功能化石墨烯增强聚烯烃复合材料的制备方法 |
| KR20170137279A (ko) * | 2016-06-03 | 2017-12-13 | 서울대학교산학협력단 | 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 이차전지 |
| CN108539253A (zh) * | 2017-03-02 | 2018-09-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括锂离子交换沸石颗粒的锂离子电池 |
| CN108610591A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-02 | 武汉工程大学 | 一种石墨烯/聚乙烯醇复合弹性薄膜及其制备方法 |
| CN108933215A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-12-04 | 北京师范大学 | 一种包含石墨烯/纤维素复合材料的电池用浆料及其制备方法和应用 |
| CN109880267A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-14 | 华南理工大学 | 一种高阻氧性聚合物纳米复合膜及其制备方法 |
| CN109950477A (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-28 | 北京金羽新能科技有限公司 | 一种水系离子电池电极材料表面改性的方法 |
| CN110071246A (zh) * | 2018-01-24 | 2019-07-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 含锂电化学电池的隔膜及其制备方法 |
| CN111213255A (zh) * | 2017-10-26 | 2020-05-29 | 株式会社Lg化学 | 隔膜和包含所述隔膜的锂二次电池 |
| CN111471277A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-31 | 叶宗秀 | 一种自修复型碳纳米管改性环氧树脂材料及其制法 |
| CN111816915A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-23 | 天津空间电源科技有限公司 | 一种高电压聚合物电解质及其固态电池的制备方法 |
| CN112071469A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-11 | 北京林业大学 | 一种水解性单宁酸还原氧化石墨烯掺杂碳化纸复合材料用于制备柔性电极的方法 |
| CN112358632A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 武汉工程大学 | 一种单宁酸-聚吡咯-氧化石墨烯复合凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114008824A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-02-01 | 大金工业株式会社 | 碱金属电极处理剂、碱金属二次电池用电解液、碱金属电极、碱金属二次电池和组件 |
| CN114042387A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-02-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 光催化降解染料废水分离多层复合膜及其制备方法与应用 |
| CN114641894A (zh) * | 2019-10-31 | 2022-06-17 | 太平洋工业发展公司 | 用于锂离子二次电池组的无机材料 |
-
2022
- 2022-09-09 CN CN202211100766.8A patent/CN115312968B/zh active Active
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002008718A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Mitsui Chemicals Inc | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
| CN101959939A (zh) * | 2008-03-04 | 2011-01-26 | 陶氏康宁公司 | 硼硅氧烷组合物，硼硅氧烷粘合剂，涂布和层压的基底 |
| JP2013065538A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-04-11 | Sekisui Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 |
| CN104201417A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 可脉冲放电的Li-S电池、Li-S储备电池及其制备方法 |
| CN105470519A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-06 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种高电压高体积能量密度低温型锂离子电池 |
| CN105609690A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 中国科学技术大学 | 一种电池隔膜及其制备方法和锂硫电池 |
| KR20170137279A (ko) * | 2016-06-03 | 2017-12-13 | 서울대학교산학협력단 | 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 이차전지 |
| CN108539253A (zh) * | 2017-03-02 | 2018-09-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括锂离子交换沸石颗粒的锂离子电池 |
| CN107057192A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 南通强生光电科技有限公司 | 功能化石墨烯增强聚烯烃复合材料的制备方法 |
| CN108933215A (zh) * | 2017-05-27 | 2018-12-04 | 北京师范大学 | 一种包含石墨烯/纤维素复合材料的电池用浆料及其制备方法和应用 |
| CN111213255A (zh) * | 2017-10-26 | 2020-05-29 | 株式会社Lg化学 | 隔膜和包含所述隔膜的锂二次电池 |
| CN109950477A (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-28 | 北京金羽新能科技有限公司 | 一种水系离子电池电极材料表面改性的方法 |
| CN110071246A (zh) * | 2018-01-24 | 2019-07-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 含锂电化学电池的隔膜及其制备方法 |
| CN108610591A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-02 | 武汉工程大学 | 一种石墨烯/聚乙烯醇复合弹性薄膜及其制备方法 |
| CN109880267A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-14 | 华南理工大学 | 一种高阻氧性聚合物纳米复合膜及其制备方法 |
| CN114008824A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-02-01 | 大金工业株式会社 | 碱金属电极处理剂、碱金属二次电池用电解液、碱金属电极、碱金属二次电池和组件 |
| CN114641894A (zh) * | 2019-10-31 | 2022-06-17 | 太平洋工业发展公司 | 用于锂离子二次电池组的无机材料 |
| CN111471277A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-31 | 叶宗秀 | 一种自修复型碳纳米管改性环氧树脂材料及其制法 |
| CN111816915A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-23 | 天津空间电源科技有限公司 | 一种高电压聚合物电解质及其固态电池的制备方法 |
| CN112071469A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-11 | 北京林业大学 | 一种水解性单宁酸还原氧化石墨烯掺杂碳化纸复合材料用于制备柔性电极的方法 |
| CN112358632A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 武汉工程大学 | 一种单宁酸-聚吡咯-氧化石墨烯复合凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114042387A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-02-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 光催化降解染料废水分离多层复合膜及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115312968A (zh) | 2022-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103035879B (zh) | 一种锂硫电池的正极极片及其制备方法 | |
| CN104269559A (zh) | 一种TiO2包覆硫/有序介孔碳复合正极材料及制备方法 | |
| CN110190284B (zh) | 一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用 | |
| CN110224131A (zh) | 一种锂离子电池及其制备方法 | |
| CN113948816B (zh) | 一种锂硫电池用MXene复合材料修饰隔膜及其制备方法 | |
| CN106450422A (zh) | 一种具有多重保护层结构的锂硫电池 | |
| CN111682211A (zh) | 一种大豆蛋白基双交联自愈合超分子硫正极水性粘结剂及其制备方法与应用 | |
| CN114765272A (zh) | 一种半固态锂硫电池及其制备方法 | |
| CN115377353A (zh) | 一种负极片及应用其的电池 | |
| CN115295786A (zh) | 提升钠离子电池硬碳负极倍率和循环稳定性的方法 | |
| CN115360344B (zh) | 一种钠离子电池用复合正极材料及其制备方法 | |
| CN115064651B (zh) | 一种双功能保护层改性锌负极及其制备方法 | |
| CN104300127A (zh) | 一种碳包覆的硫基复合材料及其制备和应用 | |
| CN104319363A (zh) | 一种导电聚合物/碳硫复合电极及制备方法 | |
| CN105489892A (zh) | 一种锂硫电池复合正极片及其制备方法 | |
| CN115775917A (zh) | 一种应用于二次钠离子电池的凝胶电解质制备方法 | |
| CN111484085A (zh) | 一种用于锂硫电池的功能性隔层的制备方法及根据制备方法得到的功能性隔层 | |
| CN104362313A (zh) | 聚吡咯/介孔炭/硫复合电极材料及二次电池 | |
| CN115312968B (zh) | 一种基于耐高温隔膜的锂离子电池及其制备方法 | |
| CN111705315A (zh) | 一种改性铜三维骨架的制备方法及其在锂电池中的应用 | |
| CN118496781A (zh) | 复合粘结剂及其制备和在负极制备中的应用 | |
| CN118412451A (zh) | 一种钾离子电池用空心碳@硫化锌负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN117810450A (zh) | 一种锂离子电池改性石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN109860476B (zh) | 锂硫电池用二氧化钛胶体改性隔膜及其制备方法和锂硫电池 | |
| CN110444765A (zh) | 三聚氰胺交联聚乙烯醇水凝胶在锂电池硅负极材料中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |