隔离膜与包含其的电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本申请涉及复合隔离膜及包括其的电化学装置与电子装置。本申请的一些实施例提供了一种复合隔离膜，其包括，第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。本申请的复合隔离膜通过所述阳离子交换层能够有效的捕获自正极极片溶出的过渡金属离子，进而降低过渡金属离子在负极极片上的沉积以及电化学装置的自放电率，使得电化学装置的电化学稳定性及循环性能得到一定提升，同时对所述电化学装置的安全性也有显著的改善。

【技术实现步骤摘要】
隔离膜与包含其的电化学装置及电子装置
本申请涉及储能
，尤其涉及复合隔离膜及包括其的电化学装置及电子装置。
技术介绍
随着消费电子类的产品如笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑、移动电源和无人机等的普及，人们对其中的电化学装置(例如，锂离子电池)的要求越来越严格。例如，人们不仅要求电池轻便，而且还要求电池拥有高容量和长的工作寿命。在众多的电池中，锂离子电池凭借其具有的能量密度高、安全性好、自放电低、无记忆效应、工作寿命长等突出优点已经在市场上占据主流地位。然而，由于对锂离子电池的高能量密度需求日益提升，使得正极活性物质的使用电压越来越高，导致正极活性物质的结构不稳定，从而在高电压下释放出更多的过渡金属离子，而该过渡金属离子会进一步在负极极片上形成锂枝晶，存在刺穿隔离膜的风险。为了改善电化学装置内部的电化学稳定性及循环性能，采用复合隔离膜是其中一种可行的解决方案。因此，为了进一步提升电化学装置的安全性，有必要对复合隔离膜的结构及材料做进一步的改进及设计。
技术实现思路
本申请提供一种复合隔离膜以及包含其的电化学装置及电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。根据本申请的第一方面，本申请提供了一种复合隔离膜，其包括：第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。根据一些实施例，其进一步包括第一涂层，所述第一涂层包括无机颗粒和粘结剂。根据一些实施例，其进一步包括第二涂层，所述第二涂层包括聚合物粘结剂。根据一些实施例，所述聚合物粘结剂选自由偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物及其组合所组成的群组。根据一些实施例，所述第一涂层设置于所述第一多孔基材和所述阳离子交换层之间。根据一些实施例，所述第二涂层设置于所述第一涂层和所述阳离子交换层之间。根据一些实施例，所述阳离子交换层设置于所述第一多孔基材和所述第一涂层之间。根据一些实施例，所述第二涂层设置于所述第一涂层的表面。根据一些实施例，所述第二多孔基材选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、乙烯-苯乙烯的共聚物、聚砜、聚醚醚酮、聚苯乙烯及其组合所组成的群组。根据一些实施例，所述功能基团的嫁接浓度为约0.15mmol/g至约0.95mmol/g。根据一些实施例，所述阳离子交换层的厚度为约0.5μm至约10μm。根据本申请的第二方面，本申请提供了一种复合隔离膜，所述复合隔离膜包括：第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的聚合物粘结剂，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。根据一些实施例，其进一步包括第一涂层，所述第一涂层包括无机颗粒和粘结剂，所述第一涂层设置在所述第一多孔基材和所述阳离子交换层之间。根据一些实施例，所述聚合物粘结剂选自由偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物及其组合所组成的群组。根据一些实施例，所述功能基团的嫁接浓度为约0.15mmol/g至约0.95mmol/g。根据一些实施例，所述阳离子交换层的厚度为约0.5μm至约10μm。根据本申请的第三方面，本申请提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括：正极极片、负极极片以及上述实施例中的复合隔离膜，其中所述复合隔离膜设置于所述正极极片与所述负极极片之间。根据本申请的第四方面，本申请提供了一种电子装置，所述电子装置包含上述的电化学装置。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1为根据本申请一些实施例中第一形式的复合隔离膜设置于电极组件中的结构示意图。图2为根据本申请一些实施例中第二形式的复合隔离膜设置于电极组件中的结构示意图。图3为根据本申请一些实施例中第三形式的复合隔离膜设置于电极组件中的结构示意图。图4为本申请对比例1的负极极片通过自放电测试后在电子显微镜下的放大图以及能谱仪的能量分布图。图5为本申请实施例1的负极极片通过自放电测试后在电子显微镜下的放大图以及能谱仪的能量分布图。图6为本申请实施例1与对比例1的锂离子电池通过循环测试后其负极极片上过渡金属沉积的数量图。具体实施方式本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。再者，为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。本申请的实施例提供了一种复合隔离膜及包含其的电化学装置，所述复合隔离膜包含第一多孔基材；以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的材料层，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合隔离膜，其包括：第一多孔基材；以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。

【技术特征摘要】
1.一种复合隔离膜，其包括：第一多孔基材；以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。2.根据权利要求1所述的复合隔离膜，其进一步包括第一涂层，所述第一涂层包括无机颗粒和粘结剂。3.根据权利要求2所述的复合隔离膜，其进一步包括第二涂层，所述第二涂层包括聚合物粘结剂，其中所述聚合物粘结剂选自由偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物及其组合所组成的群组。4.根据权利要求2所述的复合隔离膜，其中，所述第一涂层设置于所述第一多孔基材和所述阳离子交换层之间。5.根据权利要求3所述的复合隔离膜，其中，所述第二涂层设置于所述第一涂层和所述阳离子交换层之间。6.根据权利要求2所述的复合隔离膜，其中，所述阳离子交换层设置于所述第一多孔基材和所述第一涂层之间。7.根据权利要求3所述的复合隔离膜，其中，所述第二涂层设置于所述第一涂层的表面。8.根据权利要求1所述的复合隔离膜，其中，所述第二多孔基材选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、乙烯-苯乙烯的共聚物、聚砜、聚醚醚酮、聚苯乙烯及其组合所组成的群组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昭进，
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