专利示意图

一、技术领域

电池技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202311565733.5

发明人：贺艳兵、陈立坤、谷添、柳明、马家宾、杨科、米金硕、李宇航、安旭飞、蒋克林、王翠翠

2.专利说明书摘要

一种锂电池用阻燃隔膜，包括多孔隔膜基底和形成在所述多孔隔膜基底上的阻燃层，所述阻燃层含有粘结剂和二乙基次磷酸铝， 所述二乙基次磷酸铝在所述阻燃层的占比为30 wt%~98 wt%。一种固态电解质界面层，是由所述锂电池用阻燃隔膜与锂电池负极接触，并在电化学充放电过程中发生原位反应形成的固态电解质界面层。一种电池，括正极、负极、所述锂电池用阻燃隔膜和电解液，所述锂电池用阻燃隔膜与所述负极物理接触，所述锂电池用阻燃隔膜与所述负极之间在电化学充放电过程中发生原位反应形成固态电解质界面层。使用该阻燃隔膜的锂金属电池表现出了高库仑效率、高循环稳定性和长循环寿命，且高温性能良好。

3.创新点

（1）本发明涉及一种新型锂金属电池用阻燃功能性隔膜，二乙基次磷酸铝涂覆的多孔隔膜（PP@ADP）；

（2）本发明涉及的 PP@ADP阻燃功能性隔膜具有高效阻燃性、吸液率高、保液能力强、离子电导率高等特点；

（3）本发明中该PP@ADP阻燃功能性隔膜在锂金属负极表面原位构建了富无机、多组分的固态电解质层，该固态电解质层具有高离子电导率、高机械强度；

（4）本发明中基于该PP@ADP阻燃功能性隔膜的锂金属负极表现出了高库仑效率、长循环稳定性、无枝晶生长等优点；

（5）本发明中涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜用于Li|LiFePO4和Li|LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2全电池在室温、高温及高负载的条件下具有优异的循环稳定性，多次循环后仍能保持较高的容量，在实用化锂金属电池领域具有较好的应用前景；

（6）本发明涉及的阻燃功能性隔膜制备方法简单高效，有助于降低生产成本。

4.痛点问题

（1）本发明涉及的功能性阻燃隔膜解决了锂金属电池安全性差、易起火爆炸的问题；

（2）本发明涉及的功能性阻燃隔膜解决了锂金属电池界面层不稳定；

（3）本发明涉及的功能性阻燃隔膜解决了锂金属电池循环稳定性差的问题，尤其是在高温、高负载等条件下。

5.技术优势

（1）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜兼具阻燃和诱导高质量固态电解质中间相形成的功能，适合锂金属电池体系的应用，该隔膜设计具有先进性和前瞻性；

（2）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜能够在锂金属负极表面原位构建富无机成分的固态电解质中间相，其具有高机械性能和高离子电导率，能够诱导锂离子的均匀沉积、抑制锂枝晶的生长；

（3）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜和常见的卤系阻燃剂相比具有环境友好的特点，在阻燃的过程中不会产生有毒气体，不具有环境毒性；

（4）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜复合固态电解质能够实现全电池在室温、高温、高负载等情况下的稳定运行；

（5）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜生产方式简单，大幅降低生产成本。十分适合锂金属电池的应用，具有明显的技术和成本优势。

三、产业化信息

1.应用场景

用于制备高安全性和高稳定性的锂金属电池，实现锂金属电池在实用化条件下的安全运行。有望应用于锂电池制造厂商，新能源汽车行业，手机等消费电子行业等。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于锂电池制造厂商，新能源汽车行业，手机等消费电子行业等有以下市场价值：

（1）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜具有环境友好的特点，对产业的绿色发展十分重要；

（2）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜制备方法简单，生产效率高；

（3）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜具有高效阻燃性，能够有效防范锂金属电池出现起火爆炸的问题，解决行业使用锂金属电池体系的后顾之忧；

（4）本发明涉及的PP@ADP阻燃功能性隔膜可以原位构建高质量的固态电解质中间相，有效提高锂金属电池的循环寿命，使高能量密度的锂金属电池相比传统的锂离子电池具有市场优势，具有极大的研究价值和应用前景。

3.发展规划

（1）该技术未来可应用至锂金属电池产业，实现高安全性锂金属电池的国产化领先，快速提高我国在新能源领域的研发水平和领先性；

（2）该技术未来可应用至3C电子消费品和电动汽车领域，降低电动车及便携式电子产品的燃烧风险。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn