CN111477820A - 一种芳香族聚酯lcp复合隔膜及包含其的锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芳香族聚酯LCP复合隔膜及包含其的锂电池。所述芳香族聚酯LCP复合隔膜采用以下方法制备：(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI溶于体积比为(70～80):(15～20):(5～10)的N,N‑二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中以制得浸渍溶液；(2)将隔膜基材浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.0～2.0小时，之后取出；(3)将步骤(2)的所得物在80～90℃的温度下真空干燥5～6小时。所述芳香族聚酯LCP复合隔膜具有优异的结构强度、非常低的热收缩率、较高的介电击穿电压和良好的锂离子传导能力。本发明还公开了包含上述复合隔膜的锂电池，所述锂电池的安全性和容量保持率俱佳。

Description

一种芳香族聚酯LCP复合隔膜及包含其的锂电池

技术领域

本发明涉及化工领域，更具体地，涉及一种芳香族聚酯LCP复合隔膜及包含其的锂电池。

背景技术

芳香族聚酯是指芳香族二羧酸与二元醇通过缩合反应得到的聚合物，其中由脂肪族二元醇反应生成的芳香族聚酯称为非全芳香型聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等，由芳香族二元醇/酚反应生成的芳香族聚酯称为全芳香型聚酯，如由双酚A、双酚F、对苯二酚、间苯二酚、联苯二酚等制得的芳香族聚酯，这些聚酯的共同点在于主链中都含有大量的苯环结构，且大部分具有液晶性状，因此也被称为芳香族聚酯液晶聚合物。

液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)是指在一定条件下以液晶相态存在的高分子，其兼具有高分子和液晶两类材料的特性，按照液晶的形成条件可分为热致液晶聚合物(TLCP)和溶致液晶聚合物(LLCP)。上述芳香族聚酯液晶聚合物(芳香族聚酯LCP)在加热熔融或溶解于溶液中以进行加工时，非结晶结构的聚合物会呈现出某种有序排列而出现液晶相，由于分子半刚性链的独特结构，使其具有较长的松弛时间，在加工过程中刚性大分子可沿特定方向充分高度取向，冷却固化或去除溶剂后其刚性增强被保持下来，具有较好的耐热性能、成型加工性和自增强特性。

电池隔膜是电池中非常重要的组件，目前主要采用聚烯烃隔膜，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)多孔膜，该膜已然有商业上的推广应用，然而当电池温度异常升高时，此类隔膜容易收缩导致短路，产生电池起火甚至爆炸的安全事故。此外，目前还开发出有无纺布隔膜，其大多采用PI、PPESK、PET、PSA等耐高温聚合物，对耐高温性有所提高，但无纺布隔膜在厚度方面不具有优势，较薄时存在击穿的风险，且具有较多的空隙使得结构强度有所不足，难以满足电池封装的要求。

目前已有技术人员研究了将芳香族聚酯液晶聚合物(芳香族聚酯LCP)涂覆或静电纺丝于电池隔膜的表面上，以期改善其结构强度并降低热收缩率。但是，技术人员的关注点大部分集中于芳香族聚酯LCP对隔膜结构强度的改善，而对改性隔膜应用于电池，特别是锂电池中时，除了提高电池安全性之外，是否还能够同时提高电池的其它性能关注不足。

发明内容

[技术问题]

针对现有技术存在的不足，本发明的一个目的在于提供一种芳香族聚酯LCP复合隔膜，所述复合隔膜不但具有优异的结构强度和非常低的热收缩率之外，还具有较高的介电击穿电压，以及良好的锂离子传导能力，使之在应用于锂电池中时除了具有非常高的安全性之外，还在经过多次充放电循环之后依然具有非常优异的容量保持率。

本发明的另一个目的在于提供一种包含上述复合隔膜的锂电池，所述锂电池的安全性和容量保持率俱佳。

[技术方案]

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式提供了一种芳香族聚酯LCP复合隔膜，其采用以下方法制备：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI溶于体积比为(70～80):(15～20):(5～10)的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中以制得浸渍溶液；

(2)将隔膜基材浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.0～2.0小时，之后取出；

(3)将步骤(2)的所得物在80～90℃的温度下真空干燥5～6小时。

在本发明中，采用N,N-二甲基甲酰胺与丙酮和二苯醚的三元混合溶剂能够很好地溶解芳香族聚酯LCP，并且还能够溶解LiAsF₆和LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)，获得的浸渍溶液具有优良的浸润性，能够深入隔膜基材的内部，并充分覆盖孔隙的内表面，之后进行干燥，除去溶剂后，芳香族聚酯LCP会在孔隙内表面上形成均匀的薄膜，不会形成阻塞，并且LiAsF₆和LiTFSI能够进一步提高复合隔膜的锂离子传导能力，由此制得的复合隔膜能够保证较高的结构强度和极低的热收缩率，还具有较高的介电击穿电压，因而采用所述复合隔膜的锂电池能够拥有非常高的安全性和非常优异的容量保持率。

在本发明中，所述混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚的体积比可以优选为(74～75):(15～16):(5.5～7)。在此范围内，混合溶剂能够更好地溶解芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI。

在本发明中，所述浸渍溶液中芳香族聚酯LCP的浓度可以为41～43g/L，LiAsF₆的浓度可以为3～5.5g/L，以及LiTFSI的浓度可以为8～10g/L。在上述芳香族聚酯LCP的浓度范围内，制得的浸渍溶液具有较低的粘度，流动性优良，便于渗入隔膜基材的孔隙中并深入内部，在孔隙内表面形成连续的薄膜，充分实现了对孔隙内表面的全面覆盖，且不会明显降低复合隔膜的孔隙率。此外，在上述LiAsF₆和LiTFSI的浓度范围内，二者能够与芳香族聚酯LCP相互配合，均匀分散至隔膜的内部孔隙中，有效地促进了锂离子在复合隔膜中的传导，同时还能够维持较高的介电击穿电压，避免隔膜被击穿。

在本发明中，步骤(1)可以进一步为将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入所述混合溶剂中，在50～60℃的温度下充分搅拌3～4小时以制得所述浸渍溶液。在此制备条件下，可以将这些溶质充分地溶解。

在本发明中，步骤(1)还包括向所述浸渍溶液中加入环氧大豆油，以使得环氧大豆油的浓度为2～4g/L。环氧大豆油能够使芳香族聚酯LCP在混合溶剂中充分分散，提高了分散性，并且还能控制浸渍溶液的粘度不发生大的波动，保持粘度稳定性，从而利于浸渍溶液在孔隙内的扩散。

在本发明中，步骤(1)还包括向所述浸渍溶液中加入乙二醇二缩水甘油醚，以使得乙二醇二缩水甘油醚的浓度为5～8.5g/L。乙二醇二缩水甘油醚能够增强芳香族聚酯LCP在隔膜基材内表面上的附着性，并借此进一步将LiAsF₆和LiTFSI固定在隔膜孔隙中，从而提高了复合隔膜的结构强度和锂离子传导性，并降低了热收缩性，此外还能延长复合隔膜在使用中的寿命，且不会轻易地发生芳香族聚酯LCP的剥离，进而阻塞孔隙。

在本发明中，步骤(2)优选在44～50℃的温度下进行所述浸渍。在此温度范围内，浸渍溶液对隔膜基材的具有良好的渗透性，能够更快更好地渗入隔膜基材的孔隙内部，实现充分浸渍，且避免了芳香族聚酯LCP侵入隔膜基材本身的分子间隙中，破坏其基体结构，反而造成结构强度下降的现象。

进一步地，步骤(2)的浸渍时间优选为1～1.5小时。在此时间范围内，可以使得浸渍溶液能够充分浸润所述隔膜基材。

在本发明中，所述隔膜基材可以为PE多孔膜或PP多孔膜。进一步地，所述隔膜基材的厚度可以为5～50μm，孔径可以为0.01～0.3μm，以及孔隙率可以为30～45％。

在本发明中，步骤(2)进一步包括将浸渍完成后的隔膜基材取出后沥干表面液体。由于本发明的主要目的在于将芳香族聚酯LCP复合于隔膜基材的内部，因而可以将隔膜基材外表面的浸渍溶液沥去。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种锂电池，其包含正极、负极、电解质溶液以及上述芳香族聚酯LCP复合隔膜。

所述锂电池可以通过本领域已知的常规方法来制造，例如，可通过将多个正极与多个负极交叠设置，在各个正极与负极之间设置有根据本发明的复合隔膜，并注入电解质溶液来制造。在本发明中，由于根据本发明的复合隔膜具有优异的结构强度、非常低的热收缩率、较高的介电击穿电压以及良好的锂离子传导能力，使得包含其的锂电池能够具有非常高的安全性和非常优异的容量保持率。

所述正极可以包含制造锂电池常用的正极活性材料，例如，锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或它们的锂复合氧化物等中的一种以上，常见的如钴酸锂、富锂锰、镍锰尖晶石、磷酸铁锰锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，但本发明不限于此。此外，所述正极还可以包含正极集流体，所述正极集流体的材质可以为铝、镍、不锈钢等，但本发明不限于此。

所述负极可以包含制造锂电池常用的负极活性材料，例如，天然石墨、人造石墨、金属锂、锂-碳复合材料、锂基合金、硅基合金、过渡金属氧化物、硅基氧化物、纳米硅、锡基合金、锡基氧化物、钛酸锂、二氧化钛、氧化锡、氧化铁、氧化钴等中的一种以上，但本发明不限于此。此外，所述负极还可以包含负极集流体，所述负极集流体的材质可以为铜、金、镍、不锈钢、碳等，但本发明不限于此。

所述电解质溶液可以为将盐溶解或解离于有机溶剂中而获得的电解质溶液，所述盐可以为PF₆ ^-、BF₄ ^-、Cl^-、Br^-、I^-、ClO₄ ^-、AsF₆ ^-、CH₃CO₂ ^-、CF₃SO₃ ^-、N(CF₃SO₂)₂ ^-、C(CF₂SO₂)₃ ^-等的Li⁺、Na⁺或K⁺盐，所述有机溶剂可以为选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、γ-丁内酯等中的至少一种，但本发明不限于此。

[有益效果]

综上所述，本发明具有以下有益效果：

根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜不但具有优异的结构强度和非常低的热收缩率之外，还具有较高的介电击穿电压，以及良好的锂离子传导能力，使之在应用于锂电池中时除了具有非常高的安全性之外，还在经过多次充放电循环之后依然具有非常优异的容量保持率。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明，以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但应当理解的是，以下实施例仅为本发明的优选实施方式，而本发明要求保护的范围并不仅局限于此。

物料来源

芳香族聚酯LCP，型号LCP T820，购自日本三菱工程塑料公司；

LiAsF₆，纯度99％，购自阿法埃莎(中国)化学有限公司；

LiTFSI，纯度99％，购自山东西亚化学工业有限公司；

N,N-二甲基甲酰胺，纯度99.8％，购自上海麦克林生化科技有限公司；

丙酮，纯度99％，购自上海麦克林生化科技有限公司；

二苯醚，纯度99％，购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；

环氧大豆油，分析纯，购自上海麦克林生化科技有限公司；

乙二醇二缩水甘油醚，购自阿法埃莎(中国)化学有限公司；

隔膜基材：PP单层隔膜，型号SD220202，厚度20μm，孔隙率42％，购自深圳市星源材质科技股份有限公司。

<实施例>

实施例1

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为74:16:7的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌3小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为41g/L、LiAsF₆浓度为5.5g/L，以及LiTFSI浓度为8g/L的浸渍溶液；

(2)将隔膜基材在44℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.5小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在90℃的温度下真空干燥5小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例2

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为75:15:5.5的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌4小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为43g/L、LiAsF₆浓度为3g/L，以及LiTFSI浓度为10g/L的浸渍溶液；

(2)将隔膜基材在50℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在80℃的温度下真空干燥6小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例3

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为70:20:5的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在60℃的温度下充分搅拌4小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为41g/L、LiAsF₆浓度为3g/L，以及LiTFSI浓度为8g/L的浸渍溶液；

(2)将隔膜基材在50℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在80℃的温度下真空干燥5小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例4

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为80:15:10的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌3小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为43g/L、LiAsF₆浓度为5.5g/L，以及LiTFSI浓度为10g/L的浸渍溶液；

(2)将隔膜基材在60℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.5小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在90℃的温度下真空干燥6小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例5

一种芳香族聚酯LCP复合隔膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为74:16:7的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌3小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为41g/L、LiAsF₆浓度为5.5g/L，以及LiTFSI浓度为8g/L的浸渍溶液，然后向其中加入环氧大豆油，以使得环氧大豆油的浓度为2g/L；

(2)将隔膜基材在44℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.5小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在90℃的温度下真空干燥5小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例6

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为75:15:5.5的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌4小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为43g/L、LiAsF₆浓度为3g/L，以及LiTFSI浓度为10g/L的浸渍溶液，然后向其中加入环氧大豆油，以使得环氧大豆油的浓度为4g/L；

(2)将隔膜基材在50℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在80℃的温度下真空干燥6小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例7

一种芳香族聚酯LCP复合隔膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为74:16:7的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌3小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为41g/L、LiAsF₆浓度为5.5g/L，以及LiTFSI浓度为8g/L的浸渍溶液，然后向其中加入乙二醇二缩水甘油醚，以使得乙二醇二缩水甘油醚的浓度为8.5g/L；

(2)将隔膜基材在44℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.5小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在90℃的温度下真空干燥5小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例8

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为75:15:5.5的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌4小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为43g/L、LiAsF₆浓度为3g/L，以及LiTFSI浓度为10g/L的浸渍溶液，然后向其中加入乙二醇二缩水甘油醚，以使得乙二醇二缩水甘油醚的浓度为5g/L；

(2)将隔膜基材在50℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在80℃的温度下真空干燥6小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例9

一种芳香族聚酯LCP复合隔膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为74:16:7的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌3小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为41g/L、LiAsF₆浓度为5.5g/L，以及LiTFSI浓度为8g/L的浸渍溶液，然后向其中加入环氧大豆油和乙二醇二缩水甘油醚，以使得环氧大豆油的浓度为2g/L，以及乙二醇二缩水甘油醚的浓度为8.5g/L；

(2)将隔膜基材在44℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.5小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在90℃的温度下真空干燥5小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

实施例10

采用以下制备方法来制备根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入体积比为75:15:5.5的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中，在50℃的温度下充分搅拌4小时以制得芳香族聚酯LCP浓度为43g/L、LiAsF₆浓度为3g/L，以及LiTFSI浓度为10g/L的浸渍溶液，然后向其中加入环氧大豆油和乙二醇二缩水甘油醚，以使得环氧大豆油的浓度为4g/L，以及乙二醇二缩水甘油醚的浓度为5g/L；

(2)将隔膜基材在50℃的温度下浸渍于步骤(1)获得的溶液中1小时，之后取出，沥干表面液体；

(3)将步骤(2)的所得物在80℃的温度下真空干燥6小时，由此制得了根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

对比实施例1

采用以下过程来制备复合隔膜：

(a)将20重量份的芳香族聚酯LCP和4重量份的偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物分散于200重量份的N,N-二甲基甲酰胺中；以及

(b)将步骤(a)所得物均匀涂覆于隔膜基材上，涂覆厚度为3μm，然后在90℃下真空干燥3小时，由此制得了芳香族聚酯LCP复合隔膜。

对比实施例2

除了采用体积比为60:25:15的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂之外，以与实施例1相同的方式制得了芳香族聚酯LCP复合隔膜。

对比实施例3

除了采用体积比为88:10:2的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂之外，以与实施例1相同的方式制得了芳香族聚酯LCP复合隔膜。

对比实施例4

除了浸渍溶液中芳香族聚酯LCP的浓度为32g/L、LiAsF₆浓度为8g/L，以及LiTFSI浓度为15g/L之外，以与实施例1相同的方式制得了芳香族聚酯LCP复合隔膜。

对比实施例5

除了浸渍溶液中芳香族聚酯LCP的浓度为50g/L、LiAsF₆浓度为1g/L，以及LiTFSI浓度为5g/L之外，以与实施例1相同的方式制得了芳香族聚酯LCP复合隔膜。

<试验实施例1>

对实施例1至10制得的根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜以及对比实施例1至5制得的芳香族聚酯LCP复合隔膜进行结构强度和热收缩率测试，其结果显示于以下表1中。

[表1]

参见上述表1，与PP单层隔膜相比，根据本发明的实施例1至10制得的芳香族聚酯LCP复合隔膜具有显著提升的穿刺强度和拉伸强度，并且热收缩率也有非常明显的降低，进而采用所述复合隔膜的电池也将极大地避免短路的发生，大大提升了电池的安全性。

相比之下，对比实施例1采用常规的涂覆技术制得了复合隔膜，其结构强度性能显然大大不如本发明；对比实施例2和3采用了在本发明限定的体积比范围之外的混合溶剂，由此制得的复合隔膜的穿刺强度和拉伸强度以及热收缩率也都不如本发明；对比实施例5由于芳香族聚酯LCP浓度太低不能充分浸润和覆盖隔膜基材的孔隙内表面而无法形成连贯的薄膜，因而制得的复合隔膜的结构强度没有太大的提高，而对比实施例6则采用了过高的芳香族聚酯LCP浓度，由此制得的复合隔膜虽然结构强度和热收缩率优异，但过多的芳香族聚酯LCP的堆积导致了孔隙率的大大降低，影响了锂离子的传导性。

<试验实施例2>

采用如下方法来制备包含对实施例1至10制得的根据本发明的芳香族聚酯LCP复合隔膜以及对比实施例1至5制得的芳香族聚酯LCP复合隔膜的锂电池：

(a)制备正极：将100份的正极活性材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、1.5份的导电材料Super-P、2.0份的PVDF和0.5份的Li₂CO₃混合，然后加入到溶剂NMP中以制得75％固含量的浆料，将其涂布于铝集流体上，压实、干燥和烘干，以制得电池正极。

(b)制备负极：将100份的负极活性材料天然石墨、0.9份的导电材料Super-P、1.0份的SBR粘合剂和0.9份的CMC分散剂混合，然后加入到去离子水中以制得55％固含量的浆料，然后将其涂布于铜集流体上，压实、干燥和烘干，以制得电池负极。

(c)制备电解质溶液：将体积比为20:10:70的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯混合，加入LiPF₆以获得浓度为1.0M的电解质溶液。

以电池正极/芳香族聚酯LCP复合隔膜/电池负极的形式叠放锂电池组件，并将组件浸入电解质溶液中，以制得根据本发明的锂电池。

分别测定制得的各个锂电池在温度25℃和60℃以及充放电倍率为0.5C、1C、2C下充放电循环300次后的容量保持率(％)，并在DC模式中，以100V/sec及0.5mA的电流限测定上述芳香族聚酯LCP复合隔膜的介电击穿电压(kV)，测试结果显示于以下表2中。

[表2]

参见上述表1，与PP单层隔膜相比，根据本发明的实施例1至10制得的芳香族聚酯LCP复合隔膜具有非常优异的介电击穿电压，使得包含复合隔膜这些锂电池具有很高的安全性，并且，这些锂电池在常温(25℃)和高温(60℃)下均具有更加优良的容量保持率。

相比之下，对比实施例1为常规涂覆的方式制得的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其介电击穿电压明显不如本发明，并且包含其的锂电池的容量保持率也低于本发明；对比实施例2和3表明混合溶剂的体积比的改变对复合隔膜的介电击穿电压和锂电池的容量保持率有轻微的影响；对比实施例4中，LiAsF₆和LiTFSI浓度过高，使得复合隔膜的介电击穿电压有明显下降，且并未带来容量保持率的升高，反而还有所下降；对比实施例5由于芳香族聚酯LCP浓度过高阻塞孔隙，加之LiAsF₆和LiTFSI浓度过低，虽然隔膜的介电击穿电压非常有益，但制得的锂电池的容量保持率非常低。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，所述芳香族聚酯LCP复合隔膜采用以下方法制备：

(1)将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI溶于体积比为(70～80):(15～20):(5～10)的N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚混合溶剂中以制得浸渍溶液；

(2)将隔膜基材浸渍于步骤(1)获得的溶液中1.0～2.0小时，之后取出；

(3)将步骤(2)的所得物在80～90℃的温度下真空干燥5～6小时。

2.根据权利要求1所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，

所述混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺：丙酮：二苯醚的体积比为(74～75):(15～16):(5.5～7)，

所述浸渍溶液中芳香族聚酯LCP的浓度为41～43g/L，LiAsF₆的浓度为3～5.5g/L，以及LiTFSI的浓度为8～10g/L。

3.根据权利要求1所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，步骤(1)进一步为将芳香族聚酯LCP、LiAsF₆和LiTFSI加入所述混合溶剂中，在50～60℃的温度下充分搅拌3～4小时以制得所述浸渍溶液。

4.根据权利要求1所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，步骤(1)还包括向所述浸渍溶液中加入环氧大豆油，以使得环氧大豆油的浓度为2～4g/L。

5.根据权利要求1所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，步骤(1)还包括向所述浸渍溶液中加入乙二醇二缩水甘油醚，以使得乙二醇二缩水甘油醚的浓度为5～8.5g/L。

6.根据权利要求1所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜，其特征在于，步骤(2)在44～50℃的温度下进行所述浸渍，以及浸渍时间为1～1.5小时。

7.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包含正极、负极、电解质溶液以及权利要求1至6任一项所述的芳香族聚酯LCP复合隔膜。

8.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述正极包含正极活性材料和正极集流体，所述正极活性材料为选自锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或它们的锂复合氧化物中的一种以上，所述正极集流体的材质为铝、镍或不锈钢。

9.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述负极包含负极活性材料和负极集流体，所述负极活性材料为选自天然石墨、人造石墨、金属锂、锂-碳复合材料、锂基合金、硅基合金、过渡金属氧化物、硅基氧化物、纳米硅、锡基合金、锡基氧化物、钛酸锂、二氧化钛、氧化锡、氧化铁或氧化钴中的一种以上，所述负极集流体的材质为铜、金、镍、不锈钢或碳。

10.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述电解质溶液为将盐溶解或解离于有机溶剂中而获得的电解质溶液，所述盐为PF₆ ^-、BF₄ ^-、Cl^-、Br^-、I^-、ClO₄ ^-、AsF₆ ^-、CH₃CO₂ ^-、CF₃SO₃ ^-、N(CF₃SO₂)₂ ^-或C(CF₂SO₂)₃ ^-的Li⁺、Na⁺或K⁺盐，所述有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯中的至少一种。