本發(fā)明涉及鋰電池，具體而言，涉及一種改性無(wú)紡布隔膜及其制備方法、電池和涉電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、鋰電池作為一種高效的能源存儲(chǔ)設(shè)備，在移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車以及大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，鋰電池的設(shè)計(jì)和制備技術(shù)也在不斷發(fā)展，尤其是在隔膜材料的選擇和改性方面。

2、在現(xiàn)有的鋰電池技術(shù)中，隔膜材料的選擇主要基于化學(xué)穩(wěn)定性和電解液兼容性。聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電解液兼容性而被廣泛使用。然而，這些材料存在一些局限性。pp和pe隔膜的機(jī)械強(qiáng)度較低，在高容量或高能量密度電池中，容易受到外界壓力而破損或穿刺，增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，pp和pe材料缺乏官能團(tuán)，導(dǎo)致其表面與電解液的親和性較差，難以實(shí)現(xiàn)高效的離子傳導(dǎo)，影響了電池的充放電性能。

3、為了克服這些不足，研究者開(kāi)始探索其他材料作為無(wú)紡布隔膜基材，例如聚酯(pet)。pet具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，可以有效提升電池的安全性和耐高溫性能。但是，pet本身沒(méi)有明顯的官能團(tuán)，其與電解液的親和性較差，導(dǎo)致鋰離子的遷移效率受限。這就需要對(duì)pet隔膜進(jìn)行改性，以提高其電化學(xué)性能和安全性。

4、總之，現(xiàn)有鋰電池隔膜材料存在的主要缺陷包括機(jī)械強(qiáng)度不足、與電解液的親和性差以及鋰離子遷移效率受限。這些問(wèn)題限制了電池性能的提升，尤其是在高能量密度和高安全性要求的應(yīng)用場(chǎng)景中。因此，開(kāi)發(fā)新型隔膜材料或?qū)ΜF(xiàn)有材料進(jìn)行改性，以提高其機(jī)械強(qiáng)度、親液性和離子傳導(dǎo)效率，是鋰電池技術(shù)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。

5、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種改性無(wú)紡布隔膜及其制備方法、電池和涉電設(shè)備，所述的改性無(wú)紡布隔膜顯著提高隔膜的離子導(dǎo)電性及儲(chǔ)備鋰資源的能力，優(yōu)化鋰離子在電池中的遷移路徑，從而提高鋰電池的充放電性能和循環(huán)壽命。

2、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種改性無(wú)紡布隔膜，包括：無(wú)紡布隔膜基材，以及設(shè)于所述無(wú)紡布隔膜基材表面的功能復(fù)合涂層；

4、所述功能復(fù)合涂層中包括鋰鹽材料和合成橡膠材料；其中，所述鋰鹽材料為分子中含有羧基官能團(tuán)和鋰離子且具有導(dǎo)電性的材料。

5、在可選的實(shí)施方式中，所述鋰鹽材料為cmc-li無(wú)紡布基材和paa-li無(wú)紡布基材中的至少一種。

6、在可選的實(shí)施方式中，所述合成橡膠材料包括丁基橡膠、氯丁橡膠、sbr橡膠中的至少一種。

7、在可選的實(shí)施方式中，所述無(wú)紡布隔膜基材包括聚酯類材料和/或聚烯烴類材料；

8、在可選的實(shí)施方式中，所述聚酯類材料包括pet、pbt、聚酯纖維中的至少一種；

9、在可選的實(shí)施方式中，所述聚烯烴類材料包括pe和/或pp。

10、在可選的實(shí)施方式中，所述無(wú)紡布隔膜基材的厚度為10μm～50μm。

11、在可選的實(shí)施方式中，所述功能復(fù)合涂層的厚度為5μm～30μm。

12、第二方面，本發(fā)明提供一種如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)所述改性無(wú)紡布隔膜的制備方法，包括：

13、將鋰鹽材料和合成橡膠材料分別溶解于水中，得到溶解液；

14、將所述溶解液進(jìn)行分散處理，得到分散液；

15、取無(wú)紡布隔膜基材進(jìn)行預(yù)熱處理，得到預(yù)處理基材；

16、將所述分散液涂布于所述預(yù)處理基材表面，并進(jìn)行熱處理，得到表面形成了功能復(fù)合涂層的改性無(wú)紡布隔膜；

17、在可選的實(shí)施方式中，所述預(yù)熱處理的處理溫度不高于60℃；

18、在可選的實(shí)施方式中，所述熱處理的處理溫度不高于60℃；

19、在可選的實(shí)施方式中，所述溶解液的固含量為不少于0.5wt％；

20、在可選的實(shí)施方式中，所述溶解液中的所述鋰鹽材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1wt％～2.5wt％；

21、在可選的實(shí)施方式中，所述步驟將所述分散液涂布于所述預(yù)處理基材表面中的涂布方式包括刮涂工藝、噴涂工藝、浸涂工藝和旋涂工藝中的至少一種。

22、在可選的實(shí)施方式中，所述分散處理包括：

23、對(duì)所述溶解液采用超聲波進(jìn)行處理；

24、在可選的實(shí)施方式中，采用超聲波進(jìn)行分散處理的處理時(shí)間不少于1小時(shí)。

25、第三方面，本發(fā)明提供一種電池，包括如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)所述的改性無(wú)紡布隔膜。

26、第四方面，本發(fā)明提供一種涉電設(shè)備，包括如前述實(shí)施方式所述的電池。

27、本發(fā)明提供一種改性無(wú)紡布隔膜及其制備方法、電池和涉電設(shè)備，其中，所述改性無(wú)紡布隔膜包括：無(wú)紡布隔膜基材，以及設(shè)于所述無(wú)紡布隔膜基材表面的功能復(fù)合涂層；所述功能復(fù)合涂層中包括鋰鹽材料和合成橡膠材料；其中，所述鋰鹽材料為分子中含有羧基官能團(tuán)和鋰離子且具有導(dǎo)電性的材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

28、所述改性無(wú)紡布隔膜通過(guò)將鋰鹽材料和合成橡膠材料形成于無(wú)紡布隔膜基材上，從而顯著提升隔膜的電化學(xué)性能。

29、(1)增強(qiáng)親水性和潤(rùn)濕性：通過(guò)引入羧基官能團(tuán)，改性無(wú)紡布隔膜的表面展現(xiàn)出更強(qiáng)的親水性和潤(rùn)濕性。這種特性有助于改善電解液與隔膜表面的接觸，使得電解液能夠更有效地浸潤(rùn)隔膜，進(jìn)而提高電池的離子導(dǎo)電性。

30、(2)提高離子導(dǎo)電性：由于電解液與隔膜表面的接觸得到改善，電解液能夠更均勻地分布于隔膜表面，從而增強(qiáng)了電池的離子導(dǎo)電性，提升了電池的整體性能。

31、(3)提升循環(huán)穩(wěn)定性：鋰鹽材料中的鋰離子(li+)作為儲(chǔ)備鋰源，在電池充放電過(guò)程中為電池提供鋰離子，減少了鋰離子在電池中的消耗。這一機(jī)制有助于提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

32、(4)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度：合成橡膠材料的加入為改性無(wú)紡布隔膜提供了額外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。這種增強(qiáng)的耐用性有助于在電池工作過(guò)程中防止隔膜的破裂或變形，從而提高了電池的安全性和可靠性。

33、綜上，改性無(wú)紡布隔膜通過(guò)結(jié)合鋰鹽材料和合成橡膠材料的優(yōu)勢(shì)，不僅提高了隔膜的電化學(xué)性能，還增強(qiáng)了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，為鋰電池的性能提升和安全性提供了有力保障。

技術(shù)特征：

1.一種改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，包括：無(wú)紡布隔膜基材，以及設(shè)于所述無(wú)紡布隔膜基材表面的功能復(fù)合涂層；

2.如權(quán)利要求1所述改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，所述鋰鹽材料為cmc-li無(wú)紡布基材和paa-li無(wú)紡布基材中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，所述合成橡膠材料包括丁基橡膠、氯丁橡膠、sbr橡膠中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，所述無(wú)紡布隔膜基材包括聚酯類材料和/或聚烯烴類材料；

5.如權(quán)利要求1所述改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，所述無(wú)紡布隔膜基材的厚度為10μm～50μm。

6.如權(quán)利要求1所述改性無(wú)紡布隔膜，其特征在于，所述功能復(fù)合涂層的厚度為5μm～30μm。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述改性無(wú)紡布隔膜的制備方法，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述性無(wú)紡布隔膜的制備方法，其特征在于，所述分散處理包括：

9.一種電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的改性無(wú)紡布隔膜。

10.一種涉電設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種改性無(wú)紡布隔膜及其制備方法、電池和涉電設(shè)備，涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。所述改性無(wú)紡布隔膜包括：無(wú)紡布隔膜基材，以及設(shè)于所述無(wú)紡布隔膜基材表面的功能復(fù)合涂層；功能復(fù)合涂層中包括鋰鹽材料和合成橡膠材料；鋰鹽材料為分子中含有羧基官能團(tuán)和鋰離子且具有導(dǎo)電性的材料。本發(fā)明中提供的改性無(wú)紡布隔膜通過(guò)結(jié)合鋰鹽材料和合成橡膠材料的優(yōu)勢(shì)，不僅提高了隔膜的電化學(xué)性能，還增強(qiáng)了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，為鋰電池的性能提升和安全性提供了有力保障。

技術(shù)研發(fā)人員：周亦歌,李浩,閆龍龍,李紓黎,李大華,潘源,黃俊杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：柳州鵬輝能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8