本發(fā)明屬于電池隔膜，具體來說涉及一種高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著當前新能源電動車和大型儲能系統(tǒng)等大功率設(shè)備的迅猛發(fā)展，大容量、高比能動力及儲能鋰離子電池在近些年來更是呈現(xiàn)出了井噴式的發(fā)展。

2、然而，近些年來新能源電動車自燃及爆炸事件頻發(fā)，引起了人們對動力鋰離子電池安全性的高度關(guān)注和質(zhì)疑。其中，最核心的原因之一是現(xiàn)有鋰電池隔膜的性能無法滿足高比能電池的應(yīng)用要求。動力鋰離子電池需要更高的安全性能、更大的容量、長時間穩(wěn)定輸出的均一性能以及大倍率充放電性能。隔膜作為鋰離子電池的“第三電極”，是保證電池體系安全和影響電池性能的關(guān)鍵材料，需要具有較高強度、耐熱性、阻燃性、高孔隙率、均勻性及良好浸潤性等特性。隔膜在鋰離子電池中主要起著2個作用，一是隔膜材料需要具備良好的絕緣性與一定的強度，在電池內(nèi)能夠避免正負極的直接接觸，并且可以有效防止被毛刺、枝晶等刺穿而發(fā)生短路，以及保證在突發(fā)的高溫條件下不發(fā)生大幅度尺寸變化，從而保證電池的安全。二是隔膜存在的多孔結(jié)構(gòu)可以為鋰離子提供良好的遷移通道，保障電池穩(wěn)定高效地運行。因此研發(fā)具有較高安全性的隔膜具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供制備上述高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜的方法。

3、本發(fā)明的另一目的在于提供一種漿料。

4、本發(fā)明的另一目的在于提供上述漿料的制備方法。

5、本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。

6、一種高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜，包括：基膜和涂覆在基膜上的涂層，所述涂層中包括：聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)，按質(zhì)量份數(shù)計，聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)的比為(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物質(zhì)為硝酸鋰、十二烷基苯磺酸鈉、有機硝酸鹽和硝酸異山梨醇酯中的一種或幾種的混合物。

7、制備上述高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜的方法，包括：將漿料涂覆在基膜上，在基膜上得到涂層，得到高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜前體，將所述高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜前體萃取，脫水處理，得到高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜。

8、在上述技術(shù)方案中，所述萃取采用萃取液，所述高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜前體依次經(jīng)過萃取劑濃度由高至低的萃取液，所述萃取劑為n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

9、在上述技術(shù)方案中，所述萃取劑濃度由高至低的萃取液依次為第一萃取液、第二萃取液、第三萃取液和第四萃取液，第一萃取液、第二萃取液和第三萃取液各為萃取劑和水的混合物，第四萃取液為水，其中，第一萃取液中萃取劑的濃度為65～80wt％，第二萃取液中萃取劑的濃度為40～60wt％，第三萃取液中萃取劑的濃度為20～40wt％。

10、在上述技術(shù)方案中，所述脫水處理為于50～60℃干燥6～12min。

11、一種漿料，包括：聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)，按質(zhì)量份數(shù)計，在漿料中，聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)的比為(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物質(zhì)為硝酸鋰、十二烷基苯磺酸鈉、有機硝酸鹽和硝酸異山梨醇酯中的一種或幾種的混合物。

12、在上述技術(shù)方案中，所述漿料還包括：溶劑，所述溶劑為單組分溶劑和/或多組分溶劑，單組分溶劑為n-甲基吡咯烷酮，多組分溶劑包括：溶劑1和溶劑2，溶劑1包括：乙腈和/或二甲基甲酰胺，溶劑2包括：六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺和四甲基脲中的一種或幾種的混合物。

13、在上述技術(shù)方案中，所述漿料還包括：氯化鈣。

14、在上述技術(shù)方案中，磷酸鈦鋁鋰(latp)的質(zhì)量份數(shù)和溶劑的體積份數(shù)的比為(2～10)：(93～97)，質(zhì)量份數(shù)的單位為g，體積份數(shù)的單位為ml。

15、在上述技術(shù)方案中，按質(zhì)量份數(shù)計，氯化鈣和磷酸鈦鋁鋰(latp)的比為(0.05～0.1)：(2～8)。

16、一種漿料的制備方法，包括：將第一漿料和第二漿料混合至均勻，得到漿料，其中，所述第一漿料包括：磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁、第一物質(zhì)和第一溶劑，第二漿料包括：聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、氯化鈣和第二溶劑；其中，按質(zhì)量份數(shù)計，聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)的比為(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物質(zhì)為硝酸鋰、十二烷基苯磺酸鈉、有機硝酸鹽和硝酸異山梨醇酯中的一種或幾種的混合物，

17、磷酸鈦鋁鋰(latp)的質(zhì)量份數(shù)和第一溶劑的體積份數(shù)的比為(16～33)：(60.8～82.5)，質(zhì)量份數(shù)的單位為g，體積份數(shù)的單位為ml；按體積份數(shù)計，第一溶劑和第二溶劑的比為(6.08～16.5)：(70～90)；按質(zhì)量份數(shù)計，氯化鈣和磷酸鈦鋁鋰(latp)的比為(0.05～0.1)：(2～8)。

18、在上述技術(shù)方案中，將第一漿料和第二漿料混合，于30～45℃以350～400r/min攪拌3～5h至均勻。

19、在上述技術(shù)方案中，制備第一漿料的方法為：將latp、氮化鋁、第一物質(zhì)和第一溶劑混合至均勻分散。

20、在制備第一漿料的方法中，將latp、氮化鋁、第一物質(zhì)和第一溶劑混合，通過濕法球磨3～5h實現(xiàn)混合至均勻分散。

21、在上述技術(shù)方案中，制備第二漿料的方法為：將氯化鈣和第二溶劑于70～85℃混合，攪拌至均勻，冷卻至0～3℃，再加入對苯二胺(ppda)、對苯二甲酰氯(tpc)和吡啶，攪拌至均勻，得到第二漿料，其中，所述第二溶劑的體積份數(shù)、對苯二胺的質(zhì)量份數(shù)、對苯二甲酰氯的質(zhì)量份數(shù)和吡啶的體積份數(shù)的比為(90～110)：(4～5)：(7～9)：(4～5)，其中，質(zhì)量份數(shù)的單位為g，體積份數(shù)的單位為ml(對苯二胺和對苯二甲酰氯用于合成聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)，吡啶用于除去合成ppta過程中產(chǎn)生的小分子hcl)。

22、在上述技術(shù)方案中，第一溶劑為n-甲基吡咯烷酮、乙腈和二甲基甲酰胺中的一種或幾種的混合物。

23、在上述技術(shù)方案中，第二溶劑為六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一種或幾種的混合物。

24、在上述技術(shù)方案中，第一溶劑和第二溶劑可以相同也可以不相同。

25、在上述技術(shù)方案中，獲得磷酸鈦鋁鋰(latp)的方法為：將鋰源、鋁源、鈦源和磷酸二氫銨混合均勻，得到第一粉末，將所述第一粉末于700～900℃保溫8h，得到latp燒結(jié)塊，研磨至粉末，得到磷酸鈦鋁鋰(latp)，其中，按物質(zhì)的量份數(shù)計，鋰源中鋰、鋁源中鋁、鈦源中鈦和磷酸二氫銨中磷的比為(10～15)：(1～5)：(30～35)：(55～65)；

26、在獲得latp的方法中，所述鋰源為碳酸鋰或硝酸鋰；鋁源為勃姆石或三氧化二鋁；鈦源為二氧化鈦、氫氧化鈦和鈦酸四丁酯中的一種或幾種的混合物。

27、在獲得latp的方法中，通過濕法球磨2～3h將鋰源、鋁源、鈦源和磷酸二氫銨混合均勻。

28、在獲得latp的方法中，濕法球磨后進行干燥，干燥的溫度為60～80℃，干燥的時間為16～24h。

29、在獲得latp的方法中，升溫至700～900℃的速率為4～6℃/min。

30、在上述技術(shù)方案中，濕法球磨的球料比為(0.8～1.2)：(6～8)，濕法球磨采用直徑5～10mm研磨球，濕法球磨的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為180～250r/min，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為550～650r/min。

31、高電導(dǎo)復(fù)合涂層隔膜在鋰離子電池中的應(yīng)用。

32、四種物質(zhì)協(xié)同提高隔膜耐溫性能、擊穿電壓和/或粘結(jié)力的用途，四種物質(zhì)為聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)，第一物質(zhì)為硝酸鋰、十二烷基苯磺酸鈉、有機硝酸鹽和硝酸異山梨醇酯中的一種或幾種的混合物，按質(zhì)量份數(shù)計，聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)、磷酸鈦鋁鋰(latp)、氮化鋁和第一物質(zhì)的比為(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)。

33、第一物質(zhì)、磷酸鈦鋁鋰(latp)和氮化鋁協(xié)同提高隔膜離子電導(dǎo)率的應(yīng)用，所述第一物質(zhì)為硝酸鋰、十二烷基苯磺酸鈉、有機硝酸鹽和硝酸異山梨醇酯中的一種或幾種的混合物。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

35、1.本發(fā)明通過氮化鋁的引入提高了涂層隔膜中鋰離子的傳輸，從而提高了涂層隔膜的離子電導(dǎo)率；ppta的引入更好的提升了涂層隔膜的耐溫性能以及粘結(jié)力；latp的引入為涂層隔膜帶來了良好的孔隙率(良好的透氣性能)、熱穩(wěn)定性和吸液率；引入第一物質(zhì)作為latp的分散劑，改善了latp的分散性，同時由于含有鋰元素，能夠起到為隔膜補鋰的效果，能夠和氮化鋁協(xié)同作用增強隔膜的離子電導(dǎo)率。

36、2.本發(fā)明的第一漿料和第二漿料具有良好的相容性。

37、3.本發(fā)明的制備方法具有較高的可重復(fù)性。