隔膜及其制造方法、电池、电子设备、移动装置制造方法及图纸

本申请提供了隔膜及其制造方法、电池、电子设备、移动装置。隔膜包括含有聚烯烃组合物的隔膜基材，聚烯烃组合物包括粘均分子量不同的多种聚乙烯，隔膜的厚度为0.5～12um，隔膜的双向延伸率大于或等于130％，隔膜的闭孔温度小于或等于142℃，隔膜的破膜温度大于或等于150℃。通过控制隔膜的机械性能、降低隔膜的闭孔温度等，可以提高电芯的安全性。可以提高电芯的安全性。可以提高电芯的安全性。

【技术实现步骤摘要】
隔膜及其制造方法、电池、电子设备、移动装置


[0001]本申请涉及锂离子电池
，尤其涉及一种隔膜及其制造方法、电池、电子设备、移动装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池是目前商业化且广泛使用的二次电源。在锂离子电池中，隔膜是介于正极和负极之间的多孔、电化学惰性介质，其不参与电化学反应，但对电芯的安全性能至关重要。目前常用的聚烯烃隔膜可能存在一些缺陷。例如，隔膜的延展性不佳，在电芯被机械滥用时，可能导致隔膜被刺破。又如，隔膜的闭孔温度高，从而在电芯过热时，电化学通路较难被切断。又如，隔膜的破膜温度低，使得在电芯过热时隔膜发生熔化。上述缺陷容易导致隔膜破损、在正极和负极之间形成短路点，进而引发安全隐患。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种隔膜及其制造方法、电池、电子设备、移动装置。通过控制隔膜的机械性能、降低隔膜的闭孔温度等，提高电芯的安全性。
[0004]第一方面，提供了一种应用于电池的隔膜，其特征在于，包括含有聚烯烃组合物的隔膜基材，所述聚烯烃组合物包括粘均分子量不同的多种聚乙烯，所述隔膜的厚度为0.5～12um，所述隔膜的双向延伸率大于或等于130％，所述隔膜的闭孔温度小于或等于142℃，所述隔膜的破膜温度大于或等于150℃。
[0005]在本申请中，通过将多种聚烯烃按照特定方式组合，可以实现多种聚烯烃材料共混协同效应，以有利于形成具有高延伸特性的隔膜。
[0006]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述隔膜满足以下至少一种：
[0007]厚度为0.5～7um；
[0008]双向延伸率大于或等于150％；
[0009]破膜温度大于或等于155℃。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述聚烯烃组合物包括第一聚乙烯、第二聚乙烯，所述第一聚乙烯的粘均分子量大于所述第二聚乙烯的粘均分子量，所述第一聚乙烯的粘均分子量与所述第二聚乙烯的粘均分子量的差大于40
×
104，所述第一聚乙烯在所述聚烯烃组合物中的占比大于所述第二聚乙烯。
[0011]在本申请中，通过拓宽所述第一聚乙烯的粘均分子量与所述第二聚乙烯的粘均分子量之间的差距，有利于提高隔膜基材的强度、降低隔膜的加工难度、提高熔体相分离特性、提高聚烯烃微孔膜耐热稳定性。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述隔膜满足以下至少一种：
[0013]所述第一聚乙烯的粘均分子量大于或等于90
×
104；
[0014]所述第二聚乙烯的粘均分子量小于或等于30
×
104。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述隔膜满足以下至少一种：
[0016]所述第一聚乙烯的粘均分子量大于或等于110
×
104；
[0017]所述第二聚乙烯的粘均分子量小于或等于20
×
104。
[0018]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一聚乙烯在所述聚烯烃组合物的占比为70～100wt％，所述第二聚乙烯在所述聚烯烃组合物的占比为0～30wt％。
[0019]在本申请中，提高第一聚乙烯在隔膜基材的聚烯烃组合物中的占比(或降低第二聚乙烯在隔膜基材的聚烯烃组合物中的占比)，有利于进一步提高聚烯烃微孔膜连续加工效率和改善熔融指数。并且，还有利于防止隔膜基材起皱、蠕变，有利于提高隔膜基材的拉伸模量。
[0020]在本申请中，提高第二聚乙烯在隔膜基材的聚烯烃组合物中的占比(或降低第一聚乙烯在隔膜基材的聚烯烃组合物中的占比)，有利于减少隔膜基材塑化不良的可能性，减少隔膜基材内的熔体晶点数量，有利于提高隔膜基材品质。并且，还有利于降低隔膜基材的闭孔温度。
[0021]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述聚烯烃组合物还包括聚丙烯或聚丙烯的衍生物。
[0022]在本申请中，聚丙烯可以穿插在聚乙烯中，形成相对细密的晶体，而不是形成大的片晶。这有利于提高隔膜基材的综合性能。另外，在隔膜中加入聚丙烯，有利于将隔膜的破膜温度控制在相对合适的范围内，进而有利于提高隔膜的热稳定性能。
[0023]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述聚丙烯或聚丙烯的衍生物的热焓
△
H
m
为55～85J/g。
[0024]在本申请中，通过优化聚丙烯的热焓
△
H
m
，有利于提高聚烯烃微孔膜耐热稳定性。例如，有利于提升抗拉强度，改善膜面柔性过高、挺度较低的问题；在裁切或附着涂层的过程中，有利于减少边缘突出、卷绕偏离、弯曲、褶皱等的可能性。
[0025]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述聚丙烯在所述聚烯烃组合物中的占比为2～10wt％。
[0026]在本申请中，通过优化聚丙烯在所述聚烯烃组合物中的占比，有利于提高隔膜基材获得相对好的延伸率、挺度及拉伸模量。
[0027]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述隔膜满足以下至少一种：
[0028]拉伸模量为900～1500MPa；
[0029]闭孔温度为110～142℃；
[0030]纵向拉伸模量与横向拉伸模量的比值为0.9～1.2；
[0031]130℃下热收缩测试的双向热收缩率小于或等于25％；
[0032]纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比值为0.9～1.2；
[0033]一次升温结晶度小于或等于72％，二次升温结晶度小于或等于55％；
[0034]孔隙率为20％～85％；
[0035]穿刺强度大于或等于150gf；
[0036]至少一个方向上的拉伸强度为1000～3000kgf/cm2；
[0037]透气度小于或等于250s/100cc/5um。
[0038]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述隔膜满足以下至少一种：
[0039]闭孔温度为130～140℃；
[0040]纵向拉伸模量与横向拉伸模量的比值为0.91～1.1；
[0041]130℃下热收缩测试的双向热收缩率小于或等于22％；
[0042]纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比值为0.95～1.16；
[0043]一次升温结晶度为60～70％，二次升温结晶度为40～55％；
[0044]孔隙率为20％～40％；
[0045]穿刺强度大于或等于180gf；
[0046]至少一个方向上的拉伸强度为1000～2500kgf/cm2；
[0047]透气度小于或等于220s/100cc/5um。
[0048]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述聚烯烃组合物包括以下至少一种：聚乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯-丙烯共聚物的衍生物、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-丁烯共聚物的衍生物、聚乙烯-己烯共聚物、聚乙烯-己烯共聚物的衍生物、聚乙烯-辛烯共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电池的隔膜，其特征在于，包括含有聚烯烃组合物的隔膜基材，所述聚烯烃组合物包括粘均分子量不同的多种聚乙烯，所述隔膜的厚度为0.5～12um，所述隔膜的双向延伸率大于或等于130％，所述隔膜的闭孔温度小于或等于142℃，所述隔膜的破膜温度大于或等于150℃。2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜满足以下至少一种：厚度为0.5～7um；双向延伸率大于或等于150％；破膜温度大于或等于155℃。3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述聚烯烃组合物包括第一聚乙烯、第二聚乙烯，所述第一聚乙烯的粘均分子量大于所述第二聚乙烯的粘均分子量，所述第一聚乙烯的粘均分子量与所述第二聚乙烯的粘均分子量的差大于40
×
104，所述第一聚乙烯在所述聚烯烃组合物中的占比大于所述第二聚乙烯。4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜满足以下至少一种：所述第一聚乙烯的粘均分子量大于或等于90
×
104；所述第二聚乙烯的粘均分子量小于或等于30
×
104。5.根据权利要求4所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜满足以下至少一种：所述第一聚乙烯的粘均分子量大于或等于110
×
104；所述第二聚乙烯的粘均分子量小于或等于20
×
104。6.根据权利要求3至5中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述第一聚乙烯在所述聚烯烃组合物的占比为70～100wt％，所述第二聚乙烯在所述聚烯烃组合物的占比为0～30wt％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述聚烯烃组合物还包括聚丙烯或聚丙烯的衍生物。8.根据权利要求7所述的隔膜，其特征在于，所述聚丙烯或聚丙烯的衍生物的热焓
△
H
m
为55～85J/g。9.根据权利要求7或8所述的隔膜，其特征在于，所述聚丙烯在所述聚烯烃组合物中的占比为2～10wt％。10.根据权利要求1至9中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜满足以下至少一种：拉伸模量为900～1500MPa；闭孔温度为110～142℃；纵向拉伸模量与横向拉伸模量的比值为0.9～1.2；130℃下热收缩测试的双向热收缩率小于或等于25％；纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比值为0.9～1.2；一次升温结晶度小于或等于72％，二次升温结晶度小于或等于55％；孔隙率为20％～85％；穿刺强度大于或等于150gf；至少一个方向上的拉伸强度为1000～3000kgf/cm2；透气度小于或等于250s/100cc/5um。
11.根据权利要求10所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜满足以下至少一种：闭孔温度为130～140℃；纵向拉伸模量与横向拉伸模量的比值为0.91～1.1；130℃下热收缩测试的双向热收缩率小于或等于22％；纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比值为0.95～1.16；一次升温结晶度为60～70％，二次升温结晶度为50～60％；孔隙率为20％～40％；穿刺强度大于或等于180gf；至少一个方向上的拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳东方，张新枝，谢封超，徐凡，王志豪，陶晶，张雄，
申请(专利权)人：重庆云天化纽米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：