本申请公开了一种多层复合隔离膜、以及包含其的二次电池、用电装置，所述多层复合隔离膜包括第一基材层以及第二基材层，其中，所述多层复合隔离膜还包括除水材料以及除酸材料，所述除酸材料位于所述第一基材层和所述第二基材层之间，所述除水材料位于所述第一基材层和所述第二基材层中的至少一个表面上。本申请的二次电池能够同时兼顾高能量密度和长使用寿命。寿命。寿命。
【技术实现步骤摘要】
多层复合隔离膜、以及包含其的二次电池、用电装置
[0001]本申请属于电池
，尤其涉及一种多层复合隔离膜、以及包含其的二次电池、用电装置。
技术介绍
[0002]近年来，二次电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。随着二次电池的应用及推广，其能量密度和使用寿命受到越来越多的关注，因此需要有效的技术手段提高二次电池的能量密度、延长二次电池的使用寿命。
技术实现思路
[0003]本申请的目的在于提供一种多层复合隔离膜、以及包含其的二次电池、用电装置，所述二次电池能够同时兼顾高能量密度和长使用寿命。
[0004]本申请第一方面提供一种多层复合隔离膜，包括第一基材层以及第二基材层，其中，所述多层复合隔离膜还包括除水材料以及除酸材料，所述除酸材料位于所述第一基材层和所述第二基材层之间，所述除水材料位于所述第一基材层和所述第二基材层中的至少一个表面上。
[0005]本申请的多层复合隔离膜同时采用了除水材料和除酸材料，在物理吸附、化学键合等多种作用下，有效将电池内部游离的水分和HF固定在所述除水材料和所述除酸材料上，因此能够持续且有效地减少电池内部游离的水分和HF含量，进而减少水分和HF对二次电池的负面影响，使二次电池同时兼顾高能量密度和长使用寿命。
[0006]在本申请的任意实施方式中，所述多层复合隔离膜包括位于所述第一基材层和所述第二基材层之间的功能层，并且所述功能层包括除水材料以及除酸材料。
[0007]在本申请的任意实施方式中，基于所述功能层的总质量，所述除酸材料的质量百分含量为20％～50％，所述除水材料的质量百分含量为15％～50％。
[0008]在本申请的任意实施方式中，所述功能层的厚度为1μm～100μm。可选地，所述功能层的厚度为4μm～50μm。所述功能层的厚度在合适的范围时，能在二次电池长期充放电循环过程中持续且有效地减少电池内部游离的水分和HF含量，同时保证二次电池具有较高的能量密度和良好的动力学性能。
[0009]在本申请的任意实施方式中，所述多层复合隔离膜中的所述除酸材料的质量和所述除水材料的质量之比为1～3。可选地，所述多层复合隔离膜中的所述除酸材料的质量和所述除水材料的质量之比为1～1.5。所述除酸材料的质量可以大于等于所述除水材料的质量，从而能够保证所述除酸材料能够持续且有效地减少电池内部游离的HF含量，进而减少电池内部游离的水分含量。
[0010]在本申请的任意实施方式中，所述除水材料包括分子筛、高吸水树脂中的至少一种。
[0011]在本申请的任意实施方式中，所述分子筛在25℃、30％相对湿度的静态水吸附量在15％以上。
[0012]在本申请的任意实施方式中，所述分子筛的孔径为0.3nm～50nm，可选地为0.5nm～15nm。所述分子筛的孔径在合适的范围内时，所述分子筛可以具有更好的水吸附能力以及更差的水脱附能力，从而保证二次电池在长期充放电循环过程中具有较少的游离水分和HF含量，进而二次电池的循环性能更好。
[0013]在本申请的任意实施方式中，所述分子筛的体积平均粒径Dv50为1μm～10μm，可选地为2μm～6μm。所述分子筛的体积平均粒径Dv50在合适的范围内时，可以保证二次电池同时兼顾较好的动力学性能。
[0014]在本申请的任意实施方式中，所述分子筛的比表面积为350m2/g～1000m2/g，可选地为650m2/g～800m2/g。所述分子筛的比表面积在合适的范围内时，所述分子筛可以具有更好水吸附能力，从而保证二次电池在长期充放电循环过程中具有较少的游离水分和HF含量，进而二次电池的循环性能更好。
[0015]在本申请的任意实施方式中，所述分子筛包括硅基分子筛SBA
‑
15、钛硅分子筛TS
‑
1中的至少一种。SBA
‑
15、TS
‑
1可以具有介孔结构以及具有更厚的孔壁、更高的孔容和更好的水热稳定性，因此可以保证二次电池在长期充放电循环过程中具有较少的游离水分和HF含量，进而二次电池的循环性能更好。
[0016]在本申请的任意实施方式中，所述高吸水树脂的吸水倍率在100倍以上。
[0017]在本申请的任意实施方式中，所述高吸水树脂25℃下在水中的溶解度在5％以下。
[0018]在本申请的任意实施方式中，所述高吸水树脂包括淀粉接枝丙烯腈系、淀粉接枝丙烯酸系、淀粉接枝丙烯酰胺系、纤维素接枝丙烯腈系、纤维素接枝丙烯酸系、纤维素接枝丙烯酰胺系、聚乙烯醇系、聚丙烯酸(盐)系、聚丙烯酰胺系、聚氧乙烯系、聚氨酯系、醋酸乙烯酯共聚物、及其各自的改性化合物中的至少一种。可选地，所述高吸水树脂包括聚乙烯醇与环状酸酐共聚物、聚丙烯酸钠树脂、醋酸乙烯酯与丙烯酸盐共聚物中的至少一种。
[0019]在本申请的任意实施方式中，所述除酸材料的pH为7～11.5。可选地，所述除酸材料的pH为7～10。在本申请中，所述除酸材料具有弱碱性，可以通过酸碱中和反应固定HF和水分子，从而能够持续且有效地减少电池内部游离的水分和HF含量，进而减少水分和HF对二次电池的负面影响，使二次电池同时兼顾高能量密度和长使用寿命。
[0020]在本申请的任意实施方式中，所述除酸材料包括无机碱性锂盐、有机化合物中的至少一种。
[0021]在本申请的任意实施方式中，所述无机碱性锂盐包括碳酸锂、碳酸氢锂中的至少一种。
[0022]在本申请的任意实施方式中，所述有机化合物的分子结构包括酰胺基、硅氮基、硅基、碳氮基、磺酸酯基、羧酸盐离子中的至少一种。可选地，所述有机化合物包括醋酸锂、六甲基二硅氮烷、七甲基二硅氮烷、三甲基硅烷基二乙胺、甲基磺酸三甲基硅酯、二(三甲基硅基)碳酰二亚胺、N，N
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二甲基丙酰胺、N，N
‑
二甲基乙酰胺、N，N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0023]本申请第二方面提供一种二次电池，包括正极极片、负极极片、电解液以及本申请第一方面的多层复合隔离膜。
[0024]在本申请的任意实施方式中，基于所述正极极片和所述负极极片的总质量，所述
二次电池中水分的含量为A ppm，基于所述多层复合隔离膜的总质量，所述除水材料的含量为B ppm，并且A和B满足如下关系式：3≤B/A≤5。当B/A在合适的范围内时，能够持续且有效地减少电池内部游离的水分和HF含量，进而减少水分和HF对二次电池的负面影响，使二次电池具有长使用寿命，同时二次电池还具有高能量密度。
[0025]可选地，20≤A≤600。
[0026]可选地，60≤B≤3000。
[0027]在本申请的任意实施方式中，基于所述电解液的总质量，所述电解液中HF的含量为C ppm，基于所述电解液的总质量，所述除酸材料的含量为D ppm，并且C和D满足如下关系式：1≤D/C≤2。当D本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层复合隔离膜，包括第一基材层以及第二基材层，其中，所述多层复合隔离膜还包括除水材料以及除酸材料，所述除酸材料位于所述第一基材层和所述第二基材层之间，所述除水材料位于所述第一基材层和所述第二基材层中的至少一个表面上。2.根据权利要求1所述的多层复合隔离膜，其特征在于，所述多层复合隔离膜包括位于所述第一基材层和所述第二基材层之间的功能层，并且所述功能层包括除水材料以及除酸材料；可选地，基于所述功能层的总质量，所述除酸材料的质量百分含量为20％～50％，所述除水材料的质量百分含量为15％～50％；可选地，所述功能层的厚度为1μm～100μm，进一步地为4μm～50μm。3.根据权利要求1或2所述的多层复合隔离膜，其特征在于，所述多层复合隔离膜中的所述除酸材料的质量和所述除水材料的质量之比为1～3，可选地为1～1.5。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的多层复合隔离膜，其特征在于，所述除水材料包括分子筛、高吸水树脂中的至少一种。5.根据权利要求4所述的多层复合隔离膜，其特征在于，所述分子筛满足如下条件(1)至(4)中的至少一者：(1)所述分子筛在25℃、30％相对湿度的静态水吸附量在15％以上，(2)所述分子筛的孔径为0.3nm～50nm，可选地为0.5nm～15nm，(3)所述分子筛的体积平均粒径Dv50为1μm～10μm，可选地为2μm～6μm，(4)所述分子筛的比表面积为350m2/g～1000m2/g，可选地为650m2/g～800m2/g；所述高吸水树脂满足如下条件(5)至(6)中的至少一者：(5)所述高吸水树脂的吸水倍率在100倍以上，(6)所述高吸水树脂25℃下在水中的溶解度在5％以下。6.根据权利要求4或5所述的多层复合隔离膜，其特征在于，所述分子筛包括硅基分子筛SBA
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15、钛硅分子筛TS
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1中的至少一种；和/或，所述高吸水树脂包括淀粉接枝丙烯腈系、淀粉接枝丙烯酸系、淀粉接枝丙烯酰胺系、纤维素接枝丙烯腈系、纤维素接枝丙烯酸系、纤维素接枝丙烯酰胺系、聚乙烯醇系、聚丙烯酸(盐)系、聚丙烯酰胺系、聚氧乙烯系、聚氨酯系、醋酸乙烯酯共聚物、及其各自...
【专利技术属性】
技术研发人员：张翠平，韩昌隆，范朋，吴则利，黄磊，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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