本发明属于电池隔膜，具体来说涉及一种高电导复合涂层隔膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着当前新能源电动车和大型储能系统等大功率设备的迅猛发展，大容量、高比能动力及储能锂离子电池在近些年来更是呈现出了井喷式的发展。
2、然而，近些年来新能源电动车自燃及爆炸事件频发，引起了人们对动力锂离子电池安全性的高度关注和质疑。其中，最核心的原因之一是现有锂电池隔膜的性能无法满足高比能电池的应用要求。动力锂离子电池需要更高的安全性能、更大的容量、长时间稳定输出的均一性能以及大倍率充放电性能。隔膜作为锂离子电池的“第三电极”，是保证电池体系安全和影响电池性能的关键材料，需要具有较高强度、耐热性、阻燃性、高孔隙率、均匀性及良好浸润性等特性。隔膜在锂离子电池中主要起着2个作用，一是隔膜材料需要具备良好的绝缘性与一定的强度，在电池内能够避免正负极的直接接触，并且可以有效防止被毛刺、枝晶等刺穿而发生短路，以及保证在突发的高温条件下不发生大幅度尺寸变化，从而保证电池的安全。二是隔膜存在的多孔结构可以为锂离子提供良好的迁移通道，保障电池稳定高效地运行。因此研发具有较高安全性的隔膜具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高电导复合涂层隔膜。
2、本发明的另一目的在于提供制备上述高电导复合涂层隔膜的方法。
3、本发明的另一目的在于提供一种浆料。
4、本发明的另一目的在于提供上述浆料的制备方法。
5、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
6、一种高电导复合涂层隔膜，包括：基膜和涂覆在基膜上的涂层，所述涂层中包括：聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
7、制备上述高电导复合涂层隔膜的方法，包括：将浆料涂覆在基膜上，在基膜上得到涂层，得到高电导复合涂层隔膜前体，将所述高电导复合涂层隔膜前体萃取，脱水处理，得到高电导复合涂层隔膜。
8、在上述技术方案中，所述萃取采用萃取液，所述高电导复合涂层隔膜前体依次经过萃取剂浓度由高至低的萃取液，所述萃取剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)。
9、在上述技术方案中，所述萃取剂浓度由高至低的萃取液依次为第一萃取液、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为萃取剂和水的混合物，第四萃取液为水，其中，第一萃取液中萃取剂的浓度为65～80wt％，第二萃取液中萃取剂的浓度为40～60wt％，第三萃取液中萃取剂的浓度为20～40wt％。
10、在上述技术方案中，所述脱水处理为于50～60℃干燥6～12min。
11、一种浆料，包括：聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质，按质量份数计，在浆料中，聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
12、在上述技术方案中，所述浆料还包括：溶剂，所述溶剂为单组分溶剂和/或多组分溶剂，单组分溶剂为n-甲基吡咯烷酮，多组分溶剂包括：溶剂1和溶剂2，溶剂1包括：乙腈和/或二甲基甲酰胺，溶剂2包括：六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺和四甲基脲中的一种或几种的混合物。
13、在上述技术方案中，所述浆料还包括：氯化钙。
14、在上述技术方案中，磷酸钛铝锂(latp)的质量份数和溶剂的体积份数的比为(2～10)：(93～97)，质量份数的单位为g，体积份数的单位为ml。
15、在上述技术方案中，按质量份数计，氯化钙和磷酸钛铝锂(latp)的比为(0.05～0.1)：(2～8)。
16、一种浆料的制备方法，包括：将第一浆料和第二浆料混合至均匀，得到浆料，其中，所述第一浆料包括：磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝、第一物质和第一溶剂，第二浆料包括：聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、氯化钙和第二溶剂；其中，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物，
17、磷酸钛铝锂(latp)的质量份数和第一溶剂的体积份数的比为(16～33)：(60.8～82.5)，质量份数的单位为g，体积份数的单位为ml；按体积份数计，第一溶剂和第二溶剂的比为(6.08～16.5)：(70～90)；按质量份数计，氯化钙和磷酸钛铝锂(latp)的比为(0.05～0.1)：(2～8)。
18、在上述技术方案中，将第一浆料和第二浆料混合，于30～45℃以350～400r/min搅拌3～5h至均匀。
19、在上述技术方案中，制备第一浆料的方法为：将latp、氮化铝、第一物质和第一溶剂混合至均匀分散。
20、在制备第一浆料的方法中，将latp、氮化铝、第一物质和第一溶剂混合，通过湿法球磨3～5h实现混合至均匀分散。
21、在上述技术方案中，制备第二浆料的方法为：将氯化钙和第二溶剂于70～85℃混合，搅拌至均匀，冷却至0～3℃，再加入对苯二胺(ppda)、对苯二甲酰氯(tpc)和吡啶，搅拌至均匀，得到第二浆料，其中，所述第二溶剂的体积份数、对苯二胺的质量份数、对苯二甲酰氯的质量份数和吡啶的体积份数的比为(90～110)：(4～5)：(7～9)：(4～5)，其中，质量份数的单位为g，体积份数的单位为ml(对苯二胺和对苯二甲酰氯用于合成聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)，吡啶用于除去合成ppta过程中产生的小分子hcl)。
22、在上述技术方案中，第一溶剂为n-甲基吡咯烷酮、乙腈和二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物。
23、在上述技术方案中，第二溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或几种的混合物。
24、在上述技术方案中，第一溶剂和第二溶剂可以相同也可以不相同。
25、在上述技术方案中，获得磷酸钛铝锂(latp)的方法为：将锂源、铝源、钛源和磷酸二氢铵混合均匀，得到第一粉末，将所述第一粉末于700～900℃保温8h，得到latp烧结块，研磨至粉末，得到磷酸钛铝锂(latp)，其中，按物质的量份数计，锂源中锂、铝源中铝、钛源中钛和磷酸二氢铵中磷的比为(10～15)：(1～5)：(30～35)：(55～65)；
26、在获得latp的方法中，所述锂源为碳酸锂或硝酸锂；铝源为勃姆石或三氧化二铝；钛源为二氧化钛、氢氧化钛和钛酸四丁酯中的一种或几种的混合物。
27、在获得latp的方法中，通过湿法球磨2～3h将锂源、铝源、钛源和磷酸二氢铵混合均匀。
28、在获得latp的方法中，湿法球磨后进行干燥，干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为16～24h。
29、在获得latp的方法中，升温至700～900℃的速率为4～6℃/min。
30、在上述技术方案中，湿法球磨的球料比为(0.8～1.2)：(6～8)，湿法球磨采用直径5～10mm研磨球，湿法球磨的公转转速为180～250r/min，自转转速为550～650r/min。
31、高电导复合涂层隔膜在锂离子电池中的应用。
32、四种物质协同提高隔膜耐温性能、击穿电压和/或粘结力的用途，四种物质为聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)、磷酸钛铝锂(latp)、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)。
33、第一物质、磷酸钛铝锂(latp)和氮化铝协同提高隔膜离子电导率的应用，所述第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
34、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
35、1.本发明通过氮化铝的引入提高了涂层隔膜中锂离子的传输，从而提高了涂层隔膜的离子电导率；ppta的引入更好的提升了涂层隔膜的耐温性能以及粘结力；latp的引入为涂层隔膜带来了良好的孔隙率(良好的透气性能)、热稳定性和吸液率；引入第一物质作为latp的分散剂，改善了latp的分散性，同时由于含有锂元素，能够起到为隔膜补锂的效果，能够和氮化铝协同作用增强隔膜的离子电导率。
36、2.本发明的第一浆料和第二浆料具有良好的相容性。
37、3.本发明的制备方法具有较高的可重复性。
1.一种高电导复合涂层隔膜，其特征在于，包括：基膜和涂覆在基膜上的涂层，所述涂层中包括：聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
2.制备权利要求1所述高电导复合涂层隔膜的方法，其特征在于，包括：将浆料涂覆在基膜上，在基膜上得到涂层，得到高电导复合涂层隔膜前体，将所述高电导复合涂层隔膜前体萃取，脱水处理，得到高电导复合涂层隔膜。
3.一种浆料，其特征在于，包括：聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质，按质量份数计，在浆料中，聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的浆料，其特征在于，所述浆料还包括：溶剂，所述溶剂为单组分溶剂和/或多组分溶剂，单组分溶剂为n-甲基吡咯烷酮，多组分溶剂包括：溶剂1和溶剂2，溶剂1包括：乙腈和/或二甲基甲酰胺，溶剂2包括：六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺和四甲基脲中的一种或几种的混合物。
5.一种浆料的制备方法，其特征在于，包括：将第一浆料和第二浆料混合至均匀，得到浆料，其中，所述第一浆料包括：磷酸钛铝锂、氮化铝、第一物质和第一溶剂，第二浆料包括：聚对苯二甲酰对苯二胺、氯化钙和第二溶剂；其中，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物，
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第一溶剂为n-甲基吡咯烷酮、乙腈和二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第二溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或几种的混合物。
8.如权利要求1所述高电导复合涂层隔膜在锂离子电池中的应用。
9.四种物质协同在提高隔膜耐温性能、击穿电压和/或粘结力中的用途，其特征在于，四种物质为聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质，第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物，按质量份数计，聚对苯二甲酰对苯二胺、磷酸钛铝锂、氮化铝和第一物质的比为(7～12)：(2～10)：(0.15～1)：(0.05～0.3)。
10.第一物质、磷酸钛铝锂和氮化铝协同提高隔膜离子电导率的应用，其特征在于，所述第一物质为硝酸锂、十二烷基苯磺酸钠、有机硝酸盐和硝酸异山梨醇酯中的一种或几种的混合物。
