隔膜和电池制造技术

本发明专利技术提供一种隔膜和电池，所述隔膜包括：基材膜和吸附涂层，所述基材膜包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述吸附涂层涂覆在所述第一侧面和/或第二侧面，所述吸附涂层用于吸附以下至少一种金属离子：镍离子、钴离子和锰离子，所述吸附涂层包括纤维素和安全涂料。本发明专利技术解决了隔膜对镍离子、钴离子、锰离子等金属离子的阻隔效果较差的问题。等金属离子的阻隔效果较差的问题。等金属离子的阻隔效果较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
隔膜和电池


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种隔膜和电池。

技术介绍

[0002]镍钴锰酸锂离子电池具有容量密度高、耐低温性能好以及循环性能好等优点，逐渐成为动力电池方向的主流趋势。但是，镍钴锰酸锂离子电池在发生过充的情况下出现热失控的概率较高。
[0003]由于镍钴锰酸锂离子电池本身的结构特性，过充时正极片会出现结构坍塌，使得大量的镍离子、钴离子和锰离子从正极片溶出并穿过电池的隔膜沉积至负极片的表面。沉积在负极片表面的镍离子、钴离子、锰离子持续与电解质发生反应释放热量，加快了镍钴锰酸锂离子电池在过充情况下的温度上升速度，导致热失控的发生概率较高，电池的安全性较差。
[0004]现有技术中的隔膜对镍离子、钴离子、锰离子等金属离子的阻隔效果较差，导致沉积在负极片表面的金属离子较多，电池的安全性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种隔膜和电池，以解决隔膜对镍离子、钴离子、锰离子等金属离子的阻隔效果较差的问题。
[0006]本专利技术实施例提供了一种隔膜，所述隔膜包括基材膜和吸附涂层，所述基材膜包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述吸附涂层涂覆在所述第一侧面和/或第二侧面，所述吸附涂层用于吸附以下至少一种金属离子：镍离子、钴离子和锰离子，所述吸附涂层包括纤维素和安全涂料。
[0007]可选地，所述安全涂料包括氧化铝或勃母石。
[0008]可选地，所述纤维素为基础纤维素。
[0009]可选地，所述纤维素为改性纤维素。
>[0010]可选地，所述改性纤维素为表面粗糙度满足预设要求的棒状结构，所述改性纤维素表面包括具备HO
‑
基团。
[0011]可选地，所述改性纤维素为纳米纤维素，所述纳米纤维素的长度范围为200nm～500nm，所述纳米纤维素的比表面积范围为55.9433
±
1.22m2/g。
[0012]可选地，所述吸附涂层的厚度范围为1um～5um。
[0013]可选地，所述隔膜还包括胶层，所述胶层涂覆在所述吸附涂层远离所述基材膜的一侧且覆盖所述吸附涂层。
[0014]可选地，所述纤维素和安全涂料的质量百分比配比范围为0.1～0.9:0.9～0.1。
[0015]本专利技术实施例提供了一种电池，包括：正极片、负极片和上述的隔膜，所述隔膜位于所述正极片和所述负极片之间。
[0016]在本申请实施例中，所述隔膜包括用于吸附镍离子、钴离子和锰离子中的至少一
者的吸附涂层。通过吸附涂层的设置，可以在正极片溶出镍离子、钴离子和锰离子时对镍离子、钴离子和锰离子中至少一者进行吸附，从而提高隔膜对上述金属离子的阻隔作用，减少到达负极片上的镍离子、钴离子和锰离子的量，减缓镍离子、钴离子和锰离子与电解液之间的化学程度，降低电池的温度，提高电池的热稳定性和安全性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
[0018]图1是本专利技术实施例提供的电池的剖面结构示意图；
[0019]图2a是本专利技术实施例提供的吸附涂层的涂覆方式示意图之一；
[0020]图2b是本专利技术实施例提供的吸附涂层的涂覆方式示意图之二；
[0021]图2c是本专利技术实施例提供的吸附涂层的涂覆方式示意图之三；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的吸附涂层的涂覆方式示意图之四；
[0023]图4是本专利技术实施例中负极片拆解后的SEM结果示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]除非另作定义，本专利技术中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种隔膜，所述隔膜包括基材膜和吸附涂层，所述基材膜包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述吸附涂层涂覆在所述第一侧面和/或第二侧面，所述吸附涂层用于吸附以下至少一种金属离子：镍(Ni)离子、钴(Co)离子和锰(Mn)离子，所述吸附涂层包括纤维素和安全涂料。
[0027]本专利技术实施例提供的隔膜可以应用于电池，电池包括正极片、负极片和隔膜。在一些实施例中，正极片、隔膜和负极片依次层叠设置，基材膜相背设置的第一侧面和第二侧面可以理解为基材膜朝向正极片和负极片设置的两个相背侧面。
[0028]吸附涂层用于吸附Ni离子、Co离子和Mn离子中的至少一者，为了方便描述，在后续的实施例中可以将Ni离子、Co离子和Mn离子统称为过渡金属。吸附涂层可以用于吸附过渡金属，而根据吸附涂层材料中吸附剂含量占比的不同，吸附涂层对于过渡离子的吸附效果不同。
[0029]示例性地，在一些实施例中，由于镍钴锰酸锂离子电池溶出的镍离子含量最多，通
过调整吸附涂层配比或涂层厚度，使得吸附涂层吸附镍离子的能力最强，同时吸附涂层也可以吸附Co离子和/或Mn离子。
[0030]对于镍钴锰酸锂离子电池而言，在电池过充情况下，镍钴锰酸锂离子电池的正极片结构坍塌，继而引发大量的过渡金属(Ni离子、Co离子和Mn离子)溶出，其中，Ni离子溶出的量最多。从正极片中溶出的过渡金属穿过隔膜向负极片移动的过程中，由于隔膜包括吸附涂层，而吸附涂层可以吸附Ni离子、Co离子和Mn离子中的至少一者，因此至少部分过渡金属会被吸附涂层吸附而无法到达负极片的表面。由此可知，通过吸附涂层的设置，减少了电池过充情况下负极片上沉积的过渡金属的含量，降低了过渡金属与电解液之间的反应程度和电池温度，进而降低电池发生热失控的概率，提高电池的热稳定性和安全性。
[0031]在本申请实施例中，所述隔膜包括用于吸附镍离子、钴离子和锰离子中的至少一者的吸附涂层。通过吸附涂层的设置，可以在正极片溶出镍离子、钴离子和锰离子时对镍离子、钴离子和锰离子中至少一者进行吸附，从而提高隔膜对上述金属离子的阻隔作用，减少到达负极片上的镍离子、钴离子和锰离子的量，减缓镍离子、钴离子和锰离子与电解液之间的化学程度，降低电池的温度，提高电池的热稳定性和安全性。
[0032]需要说明的是，吸附涂层对锂离子无响应，不会影响电池的正常运行。仅在电池处于过充或其他恶劣工况导致过渡金属溶出时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜，其特征在于，所述隔膜包括基材膜和吸附涂层，所述基材膜包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述吸附涂层涂覆在所述第一侧面和/或第二侧面，所述吸附涂层用于吸附以下至少一种金属离子：镍离子、钴离子和锰离子，所述吸附涂层包括纤维素和安全涂料。2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述安全涂料包括氧化铝或勃母石。3.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述纤维素为基础纤维素。4.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述纤维素为改性纤维素。5.根据权利要求4所述的隔膜，其特征在于，所述改性纤维素为表面粗糙度满足预设要求的棒状结构，所述改性纤维素表面包括具备HO
‑
基团。6.根据权利要求5所述的隔膜，其特征在于，所述改性纤维素为纳米纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁光林，方嘉琳，王烽，李素丽，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：