隔离层制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，提供了一种隔离层

【技术实现步骤摘要】
隔离层、极片和电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种隔离层
、
极片和电池
。

技术介绍

[0002]目前市场上主流的锂离子电池绝大部分还是使用
PE
或者
PP
作为隔离膜，从而起到隔绝正
、
负极片和传输
Li
+
的作用
。
随着技术的发展，目前出现利用有机物和纺丝工艺可以获得含有纤维材料的隔离层，该隔离层可以在负极片或者正极片的表面，可以起到隔离正
、
负极片以及
Li
+
导通的作用
。
但目前含有纤维的隔离层仍面临着锂离子电池的自放电偏大，自耗损失过大等缺点难以投入使用
。
[0003]因此，研发一种能够有效隔绝正负极片和保证锂离子正常通过，且能降低电池的自放电水平的含有纤维的隔离层层具有重要意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种隔离层
、
极片和含有该极片的电池
。
该隔离层能够有效隔绝正负极片和保证锂离子正常通过，且能降低电池的自放电水平，以及延长电池的使用寿命
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种隔离层，其包括纤维材料，所述纤维材料中每
100
μ
m2含有5‑
60
个枢纽节点，每个枢纽节点连接的纤维数量为2‑
30。
[0006]本专利技术第二方面提供了一种极片，所述极片包括本专利技术第一方面所述的隔离层
。
[0007]本专利技术第三方面提供了一种电池，包含本专利技术第一方面所述的隔离层，或者本专利技术第二方面所述的极片
。
[0008]本专利技术采用上述技术方案具有以下有益效果：
[0009](1)
本专利技术提供的隔离层中，纤维材料中设置多个枢纽节点，可以有效避免纤维材料中出现较大的孔隙，提高隔离层与极片之间的粘结力，同时保证电解液对隔离层的有效浸润性，同时提高锂离子导通能力
。
[0010](2)
本专利技术提供的隔离层中，纤维材料与聚合物覆盖层复合，同时隔离层具有平均孔径小
、
孔隙率低和透气值高等优点，能够有效隔绝正负极片，同时保证锂离子正常通过，以及能够明显降低电池的自放电水平，延长电池使用寿命
。
[0011](3)
本专利技术提供的隔离层中，选用熔点为
140
‑
180℃
，重均分子量为
600kDa
‑
1500kDa
和结晶度为
40
‑
60
％的有机聚合物作为纤维材料，可以有效降低隔离层的自放电值，同时提高纤维材料的力学性能和结构稳定性，提高电池的安全性能
。
[0012](4)
本专利技术提供的隔离层中，纤维材料还包括内部的无机颗粒，进一步提升隔离层的穿刺强度，提高电池的安全性能，以及降低电池的自放电能力，提高电池的持续续航能力
。
[0013](5)
本专利技术提供的隔离层中，可以通过第一聚合物纤维中的沸石分子筛吸收电池内部其他部分的痕量或微量水分，降低电池内部的水含量，进而提高电池的容量保持率
。
附图说明
[0014]图1所示为间歇静电纺丝工艺示意图及制备的隔离层的结构示意图
。
[0015]图2所示为纤维材料和聚合物覆盖层形成的隔离层的结构示意图
。
[0016]图3所示为纤维材料的结构示意图
。
[0017]图4所示为聚合物覆盖层的覆盖面积为
25
％～
45
％时，隔离层的电子显微镜图片
。
[0018]图5所示为聚合物覆盖层的覆盖面积为
45
％～
65
％时，隔离层的电子显微镜图片
。
[0019]图6所示为聚合物覆盖层的覆盖面积为
65
％～
85
％时，隔离层的电子显微镜图片
。
[0020]图7所示为聚合物覆盖层的覆盖面积为
85
％～
98
％时，隔离层的电子显微镜图片
。
[0021]图8所示为本专利技术一实例中，纤维材料的电子显微镜图片
。
[0022]图9所示为本专利技术另一实例中，纤维材料的电子显微镜图片
。
[0023]图
10
所示为本专利技术一实例中提供的第一聚合物纤维和第三聚合物纤维的结构示意图
。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
正极片；2‑
纤维材料；3‑
聚合物覆盖层；4‑
第一聚合物纤维；5‑
第三聚合物纤维
。
具体实施方式
[0026]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明
。
应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术
。
[0027]除非另有定义，本专利技术中所使用的所有科学和技术术语具有与本专利技术涉及
的技术人员通常理解的相同的含义
。
[0028]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开
。
[0029]本专利技术第一方面提供了一种隔离层，其包括纤维材料，所述纤维材料中每
100
μ
m2含有5‑
60
个枢纽节点；和
/
或，每个枢纽节点连接的纤维数量为2‑
30。
[0030]需要说明的是，当所述隔离层采用纺丝工艺制备时，所述“枢纽节点”是指图2中类似Ⅰ型的节点，该节点是由于纺丝喷头重复出现在某个位置形成的
。
例如：在极片的某一点上纺丝喷头重复出现至少3次，则该节点至少有6根纺丝线发出，即形成3根纳米纤维；当某个节点上喷头重复出现的次数是
n
时，由该节点发出的纺丝线个数记为
2n(n
为3～
15
的自然数
)。
此处枢纽节点个数是指纺丝时间内纺丝喷头重复出现形成的节点数，不包括错位的枢纽节点
(
即不是由于纺丝喷头重复出现形成的节点
)。
所述枢纽节点可以通过电子显微镜测量获得，所述枢纽节点的个数限定的是一个平面上的个数，忽略纤维材料的厚度
。
[0031]在一实例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种隔离层，其特征在于，所述隔离层包括纤维材料，所述纤维材料中每
100
μ
m2含有5‑
60
个枢纽节点；和
/
或，每个枢纽节点连接的纤维数量为2‑
30。2.
根据权利要求1所述的隔离层，其中，所述纤维材料中每
100
μ
m2含有
10
‑
30
个枢纽节点；和
/
或，所述的纤维材料具有多孔结构
。3.
根据权利要求1所述的隔离层，其中，还包括在所述纤维材料至少一侧表面的聚合物覆盖层；优选地，所述聚合物覆盖层的覆盖面积为
20
‑
100
％，更优选为
40
‑
85
％
。4.
根据权利要求3所述的隔离层，其中，所述聚合物覆盖层包括聚合物覆盖体，所述单个聚合物覆盖体的覆盖面积为5μ
m2‑
5000
μ
m2；和
/
或，所述聚合物覆盖层的厚度为1μ
m
‑
15
μ
m
；和
/
或，所述隔离层还包括设置在所述聚合物覆盖层表面的陶瓷层；和
/
或，所述陶瓷层包括无机颗粒和粘结剂
。5.
根据权利要求1‑4任意一项所述的隔离层，其中，所述纤维材料的直径为
10nm
‑5μ
m
；和
/
或，所述隔离层的厚度为2μ
m
‑
35
μ
m
；和
/
或，所述隔离层的平均孔径为
30nm
‑
100nm
；和
/
或，所述隔离层的透气值为
70s
‑
170s
；和
/
或，所述隔离层的孔隙率为
40
‑
60
％
。6.
根据权利要求1‑4任意一项所述的隔离层，其中，所述纤维材料包括第一聚合物，所述聚合物覆盖层包括第二聚合物；和
/
或，所述第一聚合物和所述第二聚合物独立地选自聚偏氟乙烯
、
聚四氟乙烯
、
聚
(
偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯
)、
聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚酰亚胺
、
聚酰胺
、
聚丙烯腈
、
聚氧化乙烯
、
聚苯醚
、
聚碳酸亚丙酯
、
聚甲基丙烯酸甲酯
、
聚对苯二甲酸乙二醇酯或上述物质的衍生物中的至少一种
。7.
根据权利要求6所述的隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君义，李素丽，贺飞，
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：