一种锂离子电池隔膜及含有该隔膜的锂离子电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜及含有该隔膜的锂离子电池，锂离子电池隔膜包括耐热复合基材层，所述耐热复合基材层的一面设置有第一有机胶涂层，所述耐热复合基材层包括基膜和设置于所述基膜表面的陶瓷层，所述基膜具有若干孔隙，若干所述孔隙中附着有改性聚烯烃涂层，所述第一有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘依次包括第一完全涂覆区、格纹间歇涂覆区和第二完全涂覆区。相比于现有技术，本发明专利技术在具有较好的粘接性能和尺寸稳定性能的同时，能充分被电解液浸润，减少电池极化。

A lithium ion battery separator and a lithium ion battery containing the separator

The invention belongs to the technical field of lithium-ion battery, in particular to a lithium-ion battery membrane and a lithium-ion battery containing the membrane. The lithium-ion battery membrane includes a heat-resistant composite substrate layer, one side of the heat-resistant composite substrate layer is provided with a first organic adhesive coating, the heat-resistant composite substrate layer includes a base film and a ceramic layer arranged on the surface of the base film, and the base film has The first organic adhesive coating comprises a first complete coating area, a grid intermittent coating area and a second complete coating area from the upper edge to the lower edge of the base film. Compared with the prior art, the invention has good adhesive performance and dimensional stability, and can be fully soaked by the electrolyte and reduce the polarization of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及含有该隔膜的锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池隔膜及含有该隔膜的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有高比能，无记忆效应和优异的循环寿命等优点，被广泛地应用于数码相机、手机、平板电脑、无人机等各种电子设备当中，并不断向新能源汽车领域发展，是电化学储能装置发展的重要推动力。目前，商业化的锂离子电池隔膜主要基于多孔聚烯烃膜，表面涂覆陶瓷涂层和/或有机胶涂层，提高隔膜的机械强度、热尺寸稳定性及对正负极片的粘接。因此，电池处于较高温度条件时，降低了因隔膜受热收缩引起的正负极片接触短路甚至爆炸等安全风险。另外，隔膜能很好的粘接正负极片，形成良好的界面，减小电池极化，产品的使用寿命得到延长。然而，现有的锂离子电池隔离膜大部分使用全涂的涂胶隔离膜，且有机胶材料溶胀度较大(EC/PC/DEC＝1:1:160℃10day，溶胀度＞1000％)，被电解液浸泡后极易吸液溶胀，不仅会在基膜表面成膜堵孔，增大电池内阻，影响锂离子迁移，同时抢夺电芯内电解液，将会导致电芯循环后期跳水。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池隔膜，在具有较好的粘接性能和尺寸稳定性能的同时，能充分被电解液浸润，减少电池极化。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种锂离子电池隔膜，包括耐热复合基材层，所述耐热复合基材层的一面设置有第一有机胶涂层，所述耐热复合基材层包括基膜和设置于所述基膜表面的陶瓷层，所述基膜具有若干孔隙，若干所述孔隙中附着有改性聚烯烃涂层，所述第一有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘依次包括第一完全涂覆区、格纹间歇涂覆区和第二完全涂覆区。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述耐热复合基材层的另一面空白设置，或者所述耐热复合基材层的另一面设置有第二有机胶涂层或所述第一有机胶涂层，所述第二有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘为一个全面涂覆区。需要说明的是，只要耐热复合基材层的一面设置有第一有机胶涂层，既能解决本专利技术所要解决的技术问题。其中，两面都是第一有机胶涂层的效果最佳；一面设置有第一有机胶涂层且另一面设置有第二有机胶涂层的效果次之；一面设置有第一有机胶涂层且另一面空白设置的效果较差。但是以上三种技术方案的效果均优于两面都是设置第二有机胶涂层的。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述第一有机胶涂层的厚度和所述第二有机胶涂层的厚度均为0.2～1μm，所述第一有机胶涂层的面密度和所述第二有机胶涂层的面密度均为0.08～3.0g/m2。当有机胶涂层面密度过大时，电芯热压后，正负极粘接紧密，电解液进入电芯极组困难，极片组中间区域往往浸润不充分，将会延长静置和化成时间，同时电芯难以保证较高的保液量；而当有机胶涂层的面密度过小时，又会存在电芯变形隐患，增大电池极化，电性能受到影响。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述第一有机胶涂层和所述第二有机胶涂层中所含的聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯与聚偏氟乙烯的共聚物中的至少一种，所述聚合物的溶胀度小于300％。由于聚合物被电解液浸泡后极易吸液溶胀，当聚合物的溶胀度过高时，不仅会在基膜表面成膜堵孔，增大电池内阻，影响锂离子迁移，同时抢夺电芯内电解液，将会导致电芯循环后期跳水。因此，本专利技术选用溶胀度低的聚合物既能避免溶胀成膜堵孔，又能避免聚合物抢夺电池组电解液。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述第一完全涂覆区和所述第二完全涂覆区的总涂覆面积占所述第一有机胶涂层总涂覆面积的1～99％。当第一完全涂覆区和第二完全涂覆区的总涂覆面积占比较小时，会影响其与极片的粘贴性能；而当第一完全涂覆区和第二完全涂覆区的总涂覆面积占比过大时，则起不到改善隔膜对电解液浸润性的作用。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述格纹间歇涂覆区由若干个宽度为1～20mm的方形区域构成，相邻两个所述方形区域之间留有宽度为1～5mm的间隙。当方形区域宽度过大且间隙宽度较小时，起不到改善电解液浸润效果的作用；而当方形区域过小且间隙宽度较大时，会影响粘贴效果。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述基膜的厚度为3～20μm，所述基膜的孔隙率为30～60％，所述孔隙的孔径为60～120nm。如此设置，既能确保基膜具有较高的机械强度，又能确保基膜具有很好的透气性和吸液性。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，所述改性聚烯烃涂层的厚度为5～30nm；所述改性聚烯烃涂层为丙烯酸改性聚烯烃涂层、卤素改性聚烯烃涂层或丙烯酸改性聚烯烃与卤素改性聚烯烃的混合涂层。改性聚烯烃涂层的厚度过小起不到改善热收缩引起的尺寸不稳定问题，改性聚烯烃层的厚度过大会将孔隙整个堵住，影响隔膜的透气性和吸液性。另外，丙烯酸改性聚烯烃、卤素改性聚烯烃或者两者混合形成的涂层都具有良好的耐热性能。作为本专利技术所述的锂离子电池隔膜的一种改进，该隔膜的制备方法包括以下步骤：步骤一，通过浸涂的方式在基膜的孔隙中附着改性聚烯烃涂层；步骤二，通过凹版辊涂或喷涂的方式在基膜表面涂覆陶瓷层，得到耐热复合基材层；步骤三，通过凹版辊涂的方式在耐热复合基材层的一面涂覆第一有机胶涂层；步骤四，将耐热复合基材层的另一面留白，或者通过凹版辊涂的方式在耐热复合基材层的另一面涂覆第一有机胶涂层，或者通过凹版辊涂或喷涂的方式在耐热复合基材层的另一面涂覆第二有机胶涂层，得到锂离子电池隔膜。本专利技术的另一个目的在于：提供一种具有高安全性能和循环性能的锂离子电池，包括由正极片、隔膜、负极片依次层叠后沿同一方向卷绕形成的裸电芯，及其电解液，其特征在于：所述隔膜为前文任一段所述的锂离子电池隔膜。相比于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果：1)本专利技术的基膜具有若干孔隙，孔隙中通过浸涂附着有改性聚烯烃涂层，当基膜受热而发生热收缩时，孔隙内附着的改性聚烯烃涂层能在一定程度阻碍隔膜的热收缩，从而改善了隔膜因受热发生尺寸收缩带来的安全风险。2)本专利技术的第一有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘依次为第一完全涂覆区、格纹间歇涂覆区和第二完全涂覆区，其中，位于头部和尾部涉及成全面均匀涂覆的，使得电芯头部、尾部的粘接效果好，避免电芯头部、尾部变形，而位于中间的区域采用格纹间歇涂覆，其中存在的间隙有利于电解液的浸润，同时可存储更多的电解液，在循环中提供补给，减少电池极化。附图说明图1是本专利技术中锂离子电池隔膜的纵向剖视图之一。图2是本专利技术中锂离子电池隔膜的纵向剖视图之二。图3是本专利技术中锂离子电池隔膜的纵向剖视图之三。图4是本专利技术中第一有机胶涂层的俯视图。其中：1-耐热复合基材层，2-第一有机胶涂层，3-第二有机胶涂层，11-基膜，12-陶瓷层，13-改性聚烯烃涂层，21-第一完全涂覆区，22-格纹间歇涂覆区，23-第二完全涂覆区，111-孔隙。具体实施方式如图1～4所示，一种锂离子电池隔膜，包括耐热复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于：包括耐热复合基材层，所述耐热复合基材层的一面设置有第一有机胶涂层，所述耐热复合基材层包括基膜和设置于所述基膜表面的陶瓷层，所述基膜具有若干孔隙，若干所述孔隙中附着有改性聚烯烃涂层，所述第一有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘依次包括第一完全涂覆区、格纹间歇涂覆区和第二完全涂覆区。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于：包括耐热复合基材层，所述耐热复合基材层的一面设置有第一有机胶涂层，所述耐热复合基材层包括基膜和设置于所述基膜表面的陶瓷层，所述基膜具有若干孔隙，若干所述孔隙中附着有改性聚烯烃涂层，所述第一有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘依次包括第一完全涂覆区、格纹间歇涂覆区和第二完全涂覆区。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述耐热复合基材层的另一面空白设置，或者所述耐热复合基材层的另一面设置有第二有机胶涂层或所述第一有机胶涂层，所述第二有机胶涂层从基膜的上边缘到下边缘为一个全面涂覆区。


3.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第一有机胶涂层的厚度和所述第二有机胶涂层的厚度均为0.2～1μm，所述第一有机胶涂层的面密度和所述第二有机胶涂层的面密度均为0.08～3.0g/m2。


4.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第一有机胶涂层和所述第二有机胶涂层中所含的聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯与聚偏氟乙烯的共聚物中的至少一种，所述聚合物的溶胀度小于300％。


5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第一完全涂覆区和所述第二完全涂覆区的总涂覆面积占所述第一有机胶涂层总涂覆面积的1～99％。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：官淑敏，陈杰，杨山，李载波，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44