本發(fā)明涉及電池材料，具體而言，涉及一種補(bǔ)鋰涂層及其制備方法、隔膜以及電池。
背景技術(shù)：
1、隨著鋰離子電池市場(chǎng)應(yīng)用需求的不斷提高，增強(qiáng)電池的安全性能以及提高鋰離子電池循環(huán)壽命成為動(dòng)力電池廠研發(fā)的熱點(diǎn)。目前，鋰離子電池市場(chǎng)中作為商用隔膜的材料多為多孔聚烯烴材料，其中聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)應(yīng)用最為廣泛，具有高機(jī)械強(qiáng)度以及化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。但聚烯烴材料的疏水性使得多孔聚烯烴隔膜的電解液潤(rùn)性較差，會(huì)限制電池的放電容量，特別是在高溫高壓運(yùn)行環(huán)境下的電池放電容量。并且，在鋰離子電池首次充放電的過(guò)程中，負(fù)極片與電解液的接觸界面會(huì)生成一層固體電解質(zhì)界面膜(sei膜)，sei膜是鋰離子的良好導(dǎo)體，但sei膜的形成會(huì)消耗部分正極材料中的鋰離子，造成正極材料鋰離子供給不足，降低電池容量。在電池循環(huán)的過(guò)程中，鋰離子的嵌入和嵌出會(huì)重復(fù)消耗sei膜，使得正負(fù)極內(nèi)部都會(huì)存在不同程度的不可逆的鋰的消耗，從而導(dǎo)致電池的循環(huán)能力下降。此外，鋰離子電池隔膜作為電池中最重要的安全組件之一，其所具有的熱穩(wěn)定性以及阻燃性也是重要的性能指標(biāo)，開(kāi)發(fā)具有高穩(wěn)定性和阻燃性的隔膜，有利于防止電池在高溫下的短路和熱失控爆炸。
2、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補(bǔ)鋰涂層及其制備方法、隔膜以及電池，以解決或改善上述技術(shù)問(wèn)題。
2、本發(fā)明可這樣實(shí)現(xiàn)：
3、第一方面，本發(fā)明提供一種補(bǔ)鋰涂層，該補(bǔ)鋰涂層中含有酸改性海泡石纖維復(fù)合材料，酸改性海泡石纖維復(fù)合材料包括羧基化海泡石纖維以及接枝于羧基化海泡石纖維上的金屬鋰有機(jī)框架材料。
4、在可選的實(shí)施方式中，補(bǔ)鋰涂層具有以下特征中的至少一種：
5、特征1：按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，補(bǔ)鋰涂層中含有1％～50％的酸改性海泡石纖維復(fù)合材料；
6、特征2：羧基化海泡石纖維與金屬鋰有機(jī)框架材料的重量比為10:1至5:1；
7、特征3：羧基化海泡石纖維中海泡石纖維的長(zhǎng)度為0.5μm～50μm，優(yōu)選為5μm～25μm，更優(yōu)為10μm～15μm；
8、特征4：羧基化海泡石纖維中海泡石纖維的長(zhǎng)徑比為10:1至100:1，優(yōu)選為15:1至90:1，更優(yōu)為20:1至80:1。
9、在可選的實(shí)施方式中，補(bǔ)鋰涂層中還含有陶瓷材料；
10、陶瓷材料具有以下特征中的至少一種：
11、特征5：陶瓷材料與酸改性海泡石纖維復(fù)合材料的重量比為(19:1)～(1:1)；
12、特征6：陶瓷材料包括氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、二氧化鈦、氫氧化鎂、氫氧化鋁、鈦酸鋇和氧化鋅中的至少一種；
13、特征7：陶瓷材料的d50為50nm～5μm，優(yōu)選為80nm～4.5μm，更優(yōu)為100nm～3.5μm。
14、在可選的實(shí)施方式中，補(bǔ)鋰涂層中還含有助劑；
15、助劑包括分散劑、膠粘劑、潤(rùn)濕劑和增稠劑中的至少一種。
16、在可選的實(shí)施方式中，以重量份數(shù)計(jì)，補(bǔ)鋰涂層中含有的分散劑的量為0.05份～5份；和/或，補(bǔ)鋰涂層中含有的膠粘劑的量為0.5份～10份；和/或，補(bǔ)鋰涂層中含有的潤(rùn)濕劑的量為0.01份～0.66份；和/或，補(bǔ)鋰涂層中含有的增稠劑的量為0.5份～5份。
17、在可選的實(shí)施方式中，分散劑包括聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、六偏磷酸鈉、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一種；
18、和/或，膠粘劑包括聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羧酸、聚丙烯酸、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、順丁橡膠、丁苯橡膠和聚氨酯中的至少一種；
19、和/或，潤(rùn)濕劑包括聚醚改性有機(jī)硅類(lèi)、多元醇類(lèi)和脂肪醇醚類(lèi)中的至少一種；
20、和/或，增稠劑包括甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素和羥丙基纖維素中的至少一種。
21、第二方面，本發(fā)明提供一種如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的補(bǔ)鋰涂層的制備方法，包括以下步驟：將含有酸改性海泡石纖維復(fù)合材料的漿料涂覆于基膜的至少一側(cè)的表面，干燥。
22、在可選的實(shí)施方式中，酸改性海泡石纖維復(fù)合材料的制備方法包括：將金屬有機(jī)框架材料接枝于羧基化海泡石纖維上。
23、在可選的實(shí)施方式中，酸改性海泡石纖維復(fù)合材料的制備包括：將羧基化海泡石纖維與金屬鋰有機(jī)框架制備原料溶解于溶劑中，固液分離，將固體物進(jìn)行干燥。
24、在可選的實(shí)施方式中，金屬鋰有機(jī)框架制備原料包括鋰源和有機(jī)物配體。
25、在可選的實(shí)施方式中，鋰源包括liclo4·3h2o、li2co3和lioh中的至少一種；優(yōu)選地，鋰源包括liclo4·3h2o。
26、在可選的實(shí)施方式中，有機(jī)物配體包括2-甲基咪唑、n-乙基咪唑、n-丙基咪唑、4-硝基咪唑和苯并咪唑中的至少一種；優(yōu)選地，有機(jī)物配體包括2-甲基咪唑。
27、在可選的實(shí)施方式中，金屬鋰有機(jī)框架制備原料包括liclo4·3h2o和2-甲基咪唑。
28、在可選的實(shí)施方式中，羧基化海泡石纖維的制備包括：將海泡石纖維進(jìn)行酸化，得到酸改性海泡石纖維；將酸改性海泡石纖維接枝羧酸基團(tuán)。
29、在可選的實(shí)施方式中，酸改性海泡石纖維的制備包括：采用酸液對(duì)海泡石纖維進(jìn)行酸活化處理；隨后水洗，干燥。
30、在可選的實(shí)施方式中，酸活化處理包括以下特征中的至少一種：
31、特征8：酸液包括鹽酸、硝酸和硫酸中的至少一種；
32、特征9：海泡石纖維與酸液的固液比為1g:10ml至10g:10ml；
33、特征10：酸活化處理的溫度為70℃～90℃；
34、特征11：酸活化處理的時(shí)間為24h～48h；
35、特征12：酸活化處理之前，先將海泡石纖維進(jìn)行水洗除雜。
36、在可選的實(shí)施方式中，接枝羧酸基團(tuán)包括：將酸改性海泡石纖維浸入偶聯(lián)劑溶液中，隨后再浸入羧酸基團(tuán)提供液中。
37、在可選的實(shí)施方式中，接枝羧酸基團(tuán)包括以下特征中的至少一種：
38、特征13：偶聯(lián)劑溶液包括硅烷偶聯(lián)劑溶液、酞酸酯偶聯(lián)劑溶液和鋁酸酯偶聯(lián)劑溶液中的至少一種，優(yōu)選包括硅烷偶聯(lián)劑溶液；
39、特征14：羧酸基團(tuán)提供液包括對(duì)苯二甲酸溶液、甲酸溶液、乙酸溶液、乙二酸溶液和丁二酸溶液中的至少一種，優(yōu)選包括對(duì)苯二甲酸溶液；
40、特征15：在硅烷偶聯(lián)劑溶液中的浸泡時(shí)間為4h～8h；
41、特征16：在羧酸基團(tuán)提供液中的浸泡時(shí)間為4h～8h。
42、第三方面，本發(fā)明提供一種隔膜，該隔膜包括基膜以及設(shè)置于基膜的至少一側(cè)表面的涂層，涂層為前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的補(bǔ)鋰涂層。
43、在可選的實(shí)施方式中，隔膜包括以下特征中的至少一種：
44、特征17：隔膜的厚度為5.5μm～25.5μm，優(yōu)選為7.5μm～23.5μm，更優(yōu)為9.5μm～20.5μm；
45、特征18：基膜的厚度為5μm～25μm，優(yōu)選為7μm～23μm，更優(yōu)為9μm～20μm；
46、特征19：補(bǔ)鋰涂層的厚度為0.5μm～10μm，優(yōu)選為0.5μm～8μm，更優(yōu)為0.5μm～5μm；
47、特征20：基膜包括聚烯烴隔膜、纖維素隔膜、聚酯隔膜、納米纖維無(wú)紡隔膜和芳綸隔膜中的至少一種。
48、第四方面，本發(fā)明提供一種電池，該電池包括正極、負(fù)極以及前述實(shí)施方式的隔膜，正極與負(fù)極之間由隔膜隔離。
49、本發(fā)明的有益效果包括：
50、本發(fā)明提供的補(bǔ)鋰涂層中含有酸改性海泡石纖維復(fù)合材料，酸改性海泡石纖維復(fù)合材料包括羧基化海泡石纖維以及接枝于羧基化海泡石纖維上的金屬鋰有機(jī)框架材料。其中，海泡石纖維中的si-oh鍵以及纖維交錯(cuò)形成的多空網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的吸附性，加之羧基化改性后的海泡石纖維具有較大的比表面積，可為金屬鋰有機(jī)框架材料提供更多的活性位點(diǎn)，能夠在與陶瓷材料復(fù)配后較僅由陶瓷材料制備所得的涂層具有更好的電解液潤(rùn)濕性能。并且，海泡石纖維具有獨(dú)特的失水性，可加強(qiáng)電池隔膜的阻燃性能，改善鋰離子電池的安全性。此外，復(fù)合材料中的金屬鋰有機(jī)框架材料可作為補(bǔ)鋰劑，在充放電過(guò)程中緩慢釋放鋰離子，減少不可逆的鋰的損耗，加快鋰離子的傳輸速率，改善負(fù)極材料形成sei膜后正極鋰離子含量不足的問(wèn)題，延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。
51、具有上述補(bǔ)鋰涂層的隔膜具有良好的電解液潤(rùn)濕性能和阻燃性能等，有利于提高電池的安全性能、首次充放電效率以及循環(huán)壽命等。