二次电池制造技术

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种二次电池。二次电池包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜以及电解液，隔膜包括基材层，基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层具有立体分支状结构；表面处理层包括聚合物层、无机物层、聚合物与无机物混合层中的至少一层。在本申请二次电池中的隔膜包括多孔聚合物组成的基材层及其表面具有立体分支状结构的表面处理层，具有机械强度高、热稳定性好、满足大电流放电的要求，能同时改善电池的安全性能和循环性能。

Two cell

The utility model relates to the technical field of energy storage, in particular to a two time battery. The two battery includes a cathode, anode and diaphragm in the interval between the anode and the cathode and the electrolyte membrane comprises a substrate layer, a substrate layer and at least one surface is provided with a surface treatment layer, surface treatment layer has a three-dimensional branching structure; surface treatment layer comprises a polymer layer, an inorganic layer, polymer and inorganic mixed layer in at least one layer. In this application the two diaphragm cell includes a surface treatment layer base layer and surface porous polymer composition with three-dimensional branching structure, with high mechanical strength, good thermal stability, meet the requirement of large current discharge, which can improve the safety of the battery performance and cycle performance.

【技术实现步骤摘要】
二次电池
本申请涉及储能
，尤其涉及一种二次电池。
技术介绍
锂离子电池具有高比能量、可快速充放电、无记忆效应、循环寿命长又具有安全可靠、工作温度范围广等优点，因而在便携式电子设备和电动汽车领域得到了极大的关注与发展。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和包装材料组成。其中隔膜起着隔绝电池阴阳极，不使电池短路，吸收电解液，使得锂离子快速通过的作用。隔膜性能的好坏决定了电池的界面性能与内阻，直接影响到电池的倍率性能与循环性能，因而性能优良的隔膜对提高电池的综合性能至关重要。随着锂离子电池在高能量高功率方面的广泛应用，对电池隔膜的性能要求也变得越来越苛刻。传统聚烯烃锂离子电池隔膜(如聚乙烯、聚丙烯)，其熔融温度较低，使得锂离子电池在温度稍高时，电池内部的聚烯烃隔膜受热收缩进而引发电池短路，内部热量瞬间增加，导致电池发生短路，电解液在高温下分解，产生大量气体，内部压力升高，最终导致起火燃烧甚至爆炸。车用动力锂离子电池和大容量锂离子电池对隔膜材料提出了很高的要求，如较强的吸液性能，良好的热稳定性能，均匀的孔隙率，厚度的均一性、适合大电流放电，以及高的机械强度等。低熔点商业化聚烯烃隔膜在80-150℃会出现软化现象，已经难以满足高能量高功率电池隔膜的需要。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的专利技术目的在于提出一种二次电池。为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种二次电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液，所述隔膜包括基材层，所述基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，所述表面处理层具有立体分支状结构；所述表面处理层包括聚合物层、无机物层、聚合物与无机物混合层中的至少一层。优选的，所述表面处理层包括设置于所述基材层的至少一面的所述聚合物与无机物混合层；优选地，所述表面处理层包括设置于所述基材层的一面的所述聚合物与无机物混合层，以及设置于所述基材层的另一面的所述聚合物层或所述无机物层；更优选的，所述表面处理层包括仅设置于所述基材层的一面的所述聚合物与无机物混合层。优选的，所述基材层的厚度为1μm～20μm；所述表面处理层的厚度为0.5μm～10μm，优选0.5μm～5μm。优选的，所述基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，所述基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺的至少一种；所述聚合物层中包含聚合物，所述聚合物的材料选自聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种；所述无机物层中包含无机化合物，所述无机化合物选自无机氧化物、无机碱或无机盐，所述无机氧化物优选氧化铝、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种，所述无机碱优选氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种，所述无机盐优选硫酸钡，所述无机化合物优选勃姆石；优选的，所述无机物层还包括粘结剂，所述粘结剂选自羧甲基纤维素纳、丁苯橡胶中的至少一种；所述聚合物与无机物混合层中包括所述聚合物和所述无机化合物。优选的，所述表面处理层中的聚合物中包含能捕获附着于其表面的金属离子的官能团；优选的，所述官能团选自氨基、亚胺基、氰基、含氮杂环、碳氮双键中的至少一种；进一步优选的，具有所述官能团的聚合物选自聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯呲咯烷酮中的至少一种。优选的，所述电解液中含有20℃下粘度小于1mPa·s的低粘度非质子溶剂。优选的，所述电解液中包括添加剂A，所述添加剂A包括含至少一个硫氧双键官能团的化合物；优选的，所述添加剂A选自环状硫酸酯化合物、环状亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物；更优选的，所述环状硫酸酯化合物的结构式如式ⅠA所示，所述环状亚硫酸酯化合物的结构式如式ⅠB所示，所述磺酸内酯化合物的结构式如式ⅠC所示；R11、R12、R13各自独立地分别选自取代或未取代的C1～6亚烷基、取代或未取代的C2～6亚烯基；取代基选自卤素、C1～6烷基、C2～6烯基；所述环状硫酸酯化合物优选硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯；所述环状亚硫酸酯化合物亚硫酸丙烯酯，所述磺酸内酯化合物优选1,3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯。优选的，所述添加剂A质量百分比含量为电解液的总重量的0.01％～10％。优选的，所述电解液中包括添加剂B，所述添加剂B包括具有2～4个氰基的化合物，优选的，所述添加剂B选自如式ⅡA、式ⅡB、式ⅡC所示化合物中的至少一种：其中，R21、R22、R23、R24、R25各自独立地分别选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C2～12亚烯基、取代或未取代的C6～12亚芳基；n为1～6的整数；取代基选自氰基、C1～6烷基、C2～6烯基、C1～6烷氧基；更优选的，所述添加剂B选自丙二腈、丁二腈、2-甲基丁二腈、四甲基丁二腈、戊二腈、2-甲基戊二腈、己二腈、富马二腈、2-亚甲基戊二腈、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,3-丙三腈、1,3,5-戊三腈、3,3-双(氰基甲基)戊二腈、3,3-双(氰基甲基)己二腈、四氰基乙烯、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、乙二醇二(2-氰基乙基)醚、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚中的至少一种。优选的，所述式ⅡA所示的化合物选自如ⅡA1、ⅡA2所示化合物中的至少一种；其中，A11和A12碳原子数为1～10的基团；A11、A12独立地选自直链亚烃基、含有氧和/或卤族元素的直链基团、具有饱和支链的亚烃基、含有氧和/或卤族元素且具有饱和支链的基团中的一种；A21、A22、A23和A24是碳原子数为1～10的基团；A21、A22、A23、A24独立地选自亚烃基、含有氧和/或卤族元素的基团。优选的，所述添加剂B质量百分比含量为电解液的总重量0.01％～10％。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：在本申请二次电池中的隔膜包括多孔聚合物组成的基材层及其表面具有立体分支状结构的表面处理层，具有机械强度高、热稳定性好、满足大电流放电的要求，能同时改善电池的安全性能和循环性能。附图说明图1为对比例2无涂层PE的SEM图(放大倍数×30000)；图2为对比例6氧化铝涂层PE的SEM图(放大倍数×30000)；图3为对比例7勃姆石涂层PE的SEM图(放大倍数×30000)；图4为对比例11氧化铝和PVDF混合涂层PE的SEM图(放大倍数×30000)；图5为实施例9静电纺丝PVDF、然后涂覆氧化铝的PESEM图(放大倍数×30000)。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。本申请实施例涉及一种二次电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液，隔膜包括基材层；其中，基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布、聚丙烯-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液，所述隔膜包括基材层，其特征在于，所述基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，所述表面处理层具有立体分支状结构；所述表面处理层包括聚合物层、无机物层、聚合物与无机物混合层中的至少一层。

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液，所述隔膜包括基材层，其特征在于，所述基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，所述表面处理层具有立体分支状结构；所述表面处理层包括聚合物层、无机物层、聚合物与无机物混合层中的至少一层。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述表面处理层包括设置于所述基材层的至少一面的所述聚合物与无机物混合层；优选地，所述表面处理层包括设置于所述基材层的一面的所述聚合物与无机物混合层，以及设置于所述基材层的另一面的所述聚合物层或所述无机物层；更优选的，所述表面处理层包括仅设置于所述基材层的一面的所述聚合物与无机物混合层。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述基材层的厚度为1μm～20μm；所述表面处理层的厚度为0.5μm～10μm，优选0.5μm～5μm。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，所述基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺的至少一种；所述聚合物层中包含聚合物，所述聚合物的材料选自聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种；所述无机物层中包含无机化合物，所述无机化合物选自无机氧化物、无机碱或无机盐，所述无机氧化物优选氧化铝、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种，所述无机碱优选氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种，所述无机盐优选硫酸钡，所述无机化合物优选勃姆石；优选的，所述无机物层还包括粘结剂，所述粘结剂选自羧甲基纤维素纳、丁苯橡胶中的至少一种；所述聚合物与无机物混合层中包括所述聚合物和所述无机化合物。5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述表面处理层中的聚合物中包含能捕获附着于其表面的金属离子的官能团；优选的，所述官能团选自氨基、亚胺基、氰基、含氮杂环、碳氮双键中的至少一种；进一步优选的，具有所述官能团的聚合物选自聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯呲咯烷酮中的至少一种。6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中含有20℃下粘度小于1mPa·s的低粘度非质子溶剂。7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中包括添加剂A，所述添加剂A包括含至少一个硫氧双键官能团的化合物；优选的，所述添加剂A选自环状硫酸酯化合物、环状亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物；更优选的，所述环状硫酸酯化合物的结构式如式ⅠA所示，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可飞，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35