复合多孔隔离膜及电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种复合多孔隔离膜及电化学装置。所述复合多孔隔离膜包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上。所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种；所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。所述电化学装置具有所述复合多孔隔离膜。本发明专利技术提高了复合多孔隔离膜的热稳定性，提高了电化学装置的抗变形能力以及容量保持率，改善了电化学装置的循环性能以及低温动力学性能。

【技术实现步骤摘要】
复合多孔隔离膜及电化学装置
本专利技术涉及电化学
，尤其涉及一种复合多孔隔离膜及电化学装置。
技术介绍
无涂层的隔离膜容易发生收缩、熔断、氧化、刺破等问题，从而使电化学装置的安全问题面临极大地威胁。带有传统陶瓷涂层的隔离膜能够改善隔离膜的机械强度及熔断温度，提高电化学装置的安全性能。但是也存在一些问题：陶瓷颗粒与隔离膜之间的附着力较低，造成陶瓷颗粒容易在隔离膜的加工过程中脱落；陶瓷颗粒与隔离膜之间较低的附着力无法在保证安全的前提下减小陶瓷涂层的厚度，从而降低了电化学装置的能量密度；陶瓷涂层无法与极片粘结，无法抑制充放电过程中极片的膨胀，从而导致电化学装置发生变形。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种复合多孔隔离膜及电化学装置，其提高了复合多孔隔离膜的热稳定性，提高了电化学装置的抗变形能力以及容量保持率，并改善了电化学装置的循环性能以及低温动力学性能。为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种复合多孔隔离膜，其包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上。所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种；所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种电化学装置，其具有本专利技术第一方面的复合多孔隔离膜。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术的复合多孔涂层的引入极大地提高了复合多孔隔离膜的耐穿刺强度，同时降低了复合多孔隔离膜的热收缩率，提高了复合多孔隔离膜的热稳定性。2.本专利技术的复合多孔隔离膜极大地提高了极片之间的粘结性，从而提高了锂离子二次电池的抗变形能力。3.本专利技术的复合多孔隔离膜的导锂离子的能力和保液能力得到极大地提高，从而提高了锂离子二次电池的低温放电倍率以及容量保持率，进而改善了锂离子二次电池的低温动力学性能以及循环性能。4.本专利技术的复合多孔基材强的耐穿刺强度以及复合多孔涂层与复合多孔基材之间强的相互作用优化了复合多孔基材以及复合多孔涂层的厚度，进而改善了锂离子二次电池的能量密度。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的复合多孔隔离膜及其制备方法及电化学装置及对比例、实施例及测试结果。首先说明根据本专利技术第一方面的复合多孔隔离膜。根据本专利技术第一方面的复合多孔隔离膜，包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上。所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种；所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。在此补充说明的是，所述复合多孔基材可为一层、两层或多层，具体层数可依据实际情况确定；所述复合多孔涂层可依据实际情况设置在所述复合多孔基材的相应表面上，优选所述复合多孔层涂布在所述复合多孔基材的朝向正极极片的一面上。本专利技术的复合多孔隔离膜，包括复合多孔基材以及复合多孔涂层，复合多孔基材和复合多孔涂层中均含有颗粒状填料，可达到如下效果：（1）改善复合多孔隔离膜的热稳定性以及机械强度，提高电化学装置的安全性能；（2）提高复合多孔隔离膜的保液能力以及浸润能力，改善复合多孔隔离膜的导锂离子能力。若复合多孔隔离膜采用无机颗粒，可具有如下效果：（1）改善复合多孔隔离膜的表面基团，提高复合多孔涂层与复合多孔基材之间的粘结力，优化复合多孔涂层的厚度，提高电化学装置的能量密度；（2）改善复合多孔隔离膜的电化学稳定性，提高电化学装置的使用电压并大幅提升电化学装置的能量密度；（3）在后期加工过程中与极片之间形成优良的界面，并具有良好的粘结性，使电化学装置具有优良的机械性能，改善电化学装置的变形问题。若复合多孔隔离膜采用有机颗粒，可具有如下效果：（1）改善有机颗粒与复合多孔隔离膜之间的相容性，便于形成稳定的共混体系，提高电化学装置的电化学稳定性；（2）引入具有导锂离子能力的基团，提高复合多孔隔离膜的保液能力以及浸润能力，进一步改善复合多孔隔离膜的导锂离子能力；（3）改善复合多孔隔离膜的表面基团，提高复合多孔涂层与复合多孔基材之间的粘结力，优化复合多孔涂层的厚度，提高电化学装置的能量密度。若复合多孔隔离膜采用有机颗粒和无机颗粒，则不仅可以具有有机颗粒和无机颗粒单独作用时的效果，而且还可以发挥有机颗粒和无机颗粒之间的协同效应。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述聚合物基体可选自聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、共聚氟乙丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，在复合多孔基材中，所述填料A的质量可为所述复合多孔基材的总质量的0.5%～80%；所述聚合物基体的质量可为所述复合多孔基材的总质量的20%～99.5%。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，复合多孔基材的厚度可为3μm～20μm。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述粘结剂可选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、纯丙乳液、丙凝乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、环氧树脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸钠系列、聚四氟乙烯中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，在复合多孔涂层中，所述填料B的质量可为所述复合多孔涂层的总质量的20%～99.5%；所述粘结剂的质量可为所述复合多孔涂层的总质量的0.5%～80%。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，复合多孔涂层的厚度（即涂布在复合多孔基材的相应一个表面上的厚度）可为1μm～8μm。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，复合多孔涂层的涂布方式可选自浸渍涂布、凹版印刷、丝网印刷、转移涂布、挤压涂布、喷雾涂布、流延涂布中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述无机颗粒可选自洛氏硬度大于2的无机盐、洛氏硬度大于2的金属氧化物中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述无机颗粒可经过表面改性剂处理。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述表面改性剂可选自偶联剂、表面活性剂中的一种或几种。所述偶联剂可选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或几种。具体地，所述偶联剂可选自氨丙基三乙氧基硅烷、铝酸酯、硼酸酯、苯基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷、钛酸酯、聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或几种。所述表面活性剂可选自非离子型表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的一种或几种。具体地，所述表面活性剂可选自肉桂酸、溴代十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、甲基苯基椰子油酸氯化铵、硬脂酸、山梨酸、丙烯酸中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述表面改性剂的质量可为所述无机颗粒的质量的0.06%～2%。在根据本专利技术第一方面所述的复合多孔隔离膜中，所述有机颗粒可选自具有导锂离子能力的聚合物、高熔点聚合物、阻燃聚合物中的一种或几种。具体地，所述有机颗粒可选自偏氟乙烯-六氟丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸乙酯、丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合多孔隔离膜，包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的一个或两个表面上；其特征在于，所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A为无机颗粒与有机颗粒的组合；涂布在复合多孔基材的一个或两个表面上的各复合多孔涂层均为单层结构，所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B为无机颗粒与有机颗粒的组合。

【技术特征摘要】
1.一种复合多孔隔离膜，包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的一个或两个表面上；其特征在于，所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A为无机颗粒与有机颗粒的组合；涂布在复合多孔基材的一个或两个表面上的各复合多孔涂层均为单层结构，所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B为无机颗粒与有机颗粒的组合。2.根据权利要求1所述的复合多孔隔离膜，其特征在于，所述聚合物基体选自聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、共聚氟乙丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的复合多孔隔离膜，其特征在于，在复合多孔基材中：所述填料A的质量为所述复合多孔基材的总质量的0.5％～80％；所述聚合物基体的质量为所述复合多孔基材的总质量的20％～99.5％。4.根据权利要求1所述的复合多孔隔离膜，其特征在于，复合多孔基材的厚度为3μm～20μm；复合多孔涂层的厚度为1μm～8μm。5.根据权利要求1所述的复合多孔隔离膜，其特征在于，所述粘结剂选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、纯丙乳液、丙凝乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊华，张盛武，陈永乐，江辉，关朝余，李晓燕，程文强，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44