CN106328865A - 隔离膜及锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔离膜及锂离子二次电池。所述隔离膜包括：微孔膜，具有微孔；以及涂层，涂覆于微孔膜的表面上。所述涂层包括：功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒以及聚合物粘结剂。所述功能化多孔交联聚合物微球含有功能化交联聚合物，功能化交联聚合物含有功能化基团，功能化基团选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种。所述锂离子二次电池包括上述隔离膜。本发明的隔离膜具有较高的吸液量、较高的离子电导率以及较低的热收缩率。本发明的锂离子二次电池具有较好的安全性能、低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。

Description

隔离膜及锂离子二次电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种隔离膜及锂离子二次电池。
背景技术
目前锂离子二次电池所用的隔离膜大部分为聚烯烃膜，如聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜(PP/PE/PP)，在锂离子二次电池受到滥用，如过充、热冲击或穿刺等，锂离子二次电池的温度一般都会达到90℃以上，此时，传统聚烯烃膜就会有较大的收缩，导致正极和负极短路，出现热失控的现象，使锂离子二次电池容易着火甚至爆炸。此外，随着市场上对高能量密度和高动力学性能锂离子二次电池的要求越来越高，其动力学性能的提高也亟待改善。另外，由于聚烯烃膜的表面张力很低，对锂离子二次电池使用的碳酸酯电解液的浸润能力以及吸液能力都较差，并不能满足锂离子二次电池长循环寿命的要求。
针对这种情况，现有的做法是在隔离膜表面涂布陶瓷层，以降低隔离膜的热收缩、防止正负极极片的短路及提高隔离膜对电解液的浸润。但是，陶瓷层的主要材料一般为氧化铝等实芯结构的无机陶瓷颗粒，且陶瓷层表面惰性，对电解液的保液性能增加有限，不能满足锂离子二次电池高动力学性能和长循环寿命的要求，而且对于过充等滥用情况也需要陶瓷层达到一定的厚度条件下才能起到较好的抑制效果。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种隔离膜及锂离子二次电池，所述隔离膜具有较高的吸液量、较高的离子电导率以及较低的热收缩率，所述锂离子二次电池具有较好的安全性能、低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。
为了实现上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种隔离膜，其包括：微孔膜，具有微孔；以及涂层，涂覆于微孔膜的表面上。所述涂层包括：功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒以及聚合物粘结剂。所述功能化多孔交联聚合物微球含有功能化交联聚合物，功能化交联聚合物含有功能化基团，功能化基团选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种锂离子二次电池，其包括：正极极片；负极极片；隔离膜，间隔于正极极片和负极极片之间；以及电解液。其中，所述隔离膜为根据本发明第一方面所述的隔离膜。
相比于现有技术，本发明的有益效果如下：
由于功能化多孔交联聚合物微球的引入，使隔离膜的涂层具有更高的比表面积和更高的耐热性，同时功能化基团的引入可以通过与锂离子的相互作用改善离子电导率，从而使隔离膜具有较高的吸液量、较高的离子电导率以及较低的热收缩率，最终使锂离子二次电池具有较好的安全性能、低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的隔离膜及其制备方法及锂离子二次电池以及实施例、对比例及测试结果。
首先说明根据本发明第一方面的隔离膜。
根据本发明第一方面的隔离膜包括：微孔膜，具有微孔；以及涂层，涂覆于微孔膜的表面上。所述涂层包括：功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒以及聚合物粘结剂。所述功能化多孔交联聚合物微球含有功能化交联聚合物，功能化交联聚合物含有功能化基团，功能化基团选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，功能化多孔交联聚合物微球为含有功能化基团的具有交联结构的聚合物形成的多孔微球结构。功能化多孔交联聚合物微球的交联结构使其在电解液溶胀状态下能保持较高的力学强度，不易被锂枝晶刺穿，能够减小锂离子二次电池的自放电及由于锂枝晶刺穿隔离膜引起的锂离子二次电池的安全问题，同时还可以提高隔离膜的涂层的耐热性，减小隔离膜的热收缩。隔离膜的涂层中的无机陶瓷颗粒不仅可以进一步减小隔离膜的热收缩提高隔离膜的耐热性，而且能够提高锂离子二次电池的安全性能。功能化多孔交联聚合物微球具有多孔的形貌结构，使得隔离膜具有更高的比表面积和耐热性，因此锂离子二次电池的电解液可通过涂层上功能化多孔交联聚合物微球的孔径进入到功能化多孔交联聚合物微球的孔隙结构中，从而提高隔离膜的保液量，延长锂离子二次电池的室温循环性能。功能化多孔交联聚合物微球上的功能化基团可以通过与锂离子的相互作提高锂离子在常温和低温条件下的离子电导率，进而提高锂离子二次电池的低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，功能化交联聚合物可含有主聚合单体单元以及功能单体单元；主聚合单体与功能单体的质量比为(8～15):(2～6)。主聚合单体单元可构成功能化交联聚合物的主体结构，保持功能化多孔交联聚合物微球的力学强度和耐热性。功能单体单元可含有功能化基团，功能化基团可选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种，功能单体对主聚合单体起到修饰作用。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述主聚合单体可选自苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环已酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯以及甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种。所述功能单体可选自丙烯酸、油酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-乙烯吡啶、4-乙烯吡啶以及N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化交联聚合物可通过主聚合单体、功能单体以及交联剂制备得到，主聚合单体、功能单体以及交联剂的质量比为(8～15):(2～6):(1～4)。所述交联剂可选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、二乙烯基苯以及N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化交联聚合物还可通过主聚合单体、功能单体、交联剂以及分散剂制备得到，主聚合单体、功能单体、交联剂以及分散剂的质量比为(8～15):(2～6):(1～4):(2～5)。所述交联剂可选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、二乙烯基苯以及N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。所述分散剂可为两亲性聚合物或水溶性聚合物。所述分散剂可选自聚N-乙烯基吡咯烷酮、羟丙基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇以及聚乙烯基甲基醚中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化多孔交联聚合物微球的粒径大于所述微孔膜的微孔的孔径。所述功能化多孔交联聚合物微球的粒径可为0.1μm～2μm。所述微孔膜的微孔的孔径可为0.03μm～0.1μm。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化多孔交联聚合物微球的交联度可为10％～80％。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化多孔交联聚合物微球的孔径可为0.01μm～0.1μm。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述无机陶瓷颗粒可选自SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、ZnO2、MgO、ZrO2以及SnO2中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述无机陶瓷颗粒的粒径D50可为0.1μm～2μm。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述聚合物粘结剂可选自聚丙烯酸、纯丙乳液、苯丙乳液以及丁苯乳液中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述功能化多孔交联聚合物微球在所述涂层中的质量百分含量可为5％～90％。所述无机陶瓷颗粒在所述涂层中的质量百分含量可为5％～90％。所述聚合物粘结剂在所述涂层中的质量百分含量可为1％～10％。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述微孔膜可选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜、纤维素膜以及聚酰亚胺膜中的一种。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述微孔膜的厚度可为3μm～25μm。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述微孔膜的孔隙率可为30％～75％。
在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，所述涂层的厚度可为0.5μm～6μm。若涂层的厚度太小，则不能有效提高隔离膜的热稳定性；若涂层的厚度太大，则会在一定程度上影响正常使用时锂离子的通过效率，进而影响锂离子二次电池的常温循环性能和倍率性能。
其次说明根据本发明第二方面的隔离膜的制备方法。
根据本发明第二方面的隔离膜的制备方法，用于制备本发明第一方面所述的隔离膜，包括步骤：将功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒和聚合物粘结剂加入到溶剂中，搅拌制成涂层浆料；将涂层浆料涂覆在微孔膜的至少一个表面，烘干后得到隔离膜。
根据本发明第二方面所述的隔离膜的制备方法简单易行，易于实现工业化生产。
在根据本发明第二方面所述的隔离膜的制备方法中，所述溶剂可为去离子水。采用去离子水作为溶剂，不仅安全环保，而且能够降低生产成本。
在根据本发明第二方面所述的隔离膜的制备方法中，所述涂层浆料的涂覆方式可为凹版印刷或挤压涂布。
再次说明根据本发明第三方面的锂离子二次电池。
根据本发明第三方面的锂离子二次电池，包括：正极极片；负极极片；隔离膜，间隔于正极极片和负极极片之间；以及电解液。其中，所述隔离膜为根据本发明第一方面所述的隔离膜。
接下来说明根据本发明的隔离膜及其制备方法及锂离子二次电池的实施例和对比例。
实施例1
1.制备隔离膜
(1)将主聚合单体苯乙烯、功能单体丙烯酸、交联剂二乙烯基苯和分散剂聚乙烯基甲基醚按质量比为12:4:4:4聚合制备得到粒径为0.5μm、交联度为80％、孔径为0.05μm的功能化多孔交联聚合物微球；
(2)将功能化多孔交联聚合物微球、粒径为0.6μm的无机陶瓷颗粒Al2O3以及聚合物粘结剂纯丙乳液按50:45:5的质量比加入到溶剂去离子水中，搅拌均匀制成涂层浆料；
(3)将涂层浆料通过凹版印刷的方式涂覆在厚度为9μm、微孔孔径为0.05μm、孔隙率为40％的微孔膜聚乙烯膜的两个表面上，烘干后得到带有涂层的隔离膜，其中涂层的厚度为3μm(单面厚度为1.5μm)。
2.制备锂离子二次电池的正极极片
将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电剂导电碳黑按质量比95:3:2加入溶剂NMP中混合均匀制成正极浆料，其中正极浆料的固体含量为50％，之后将正极浆料均匀地涂布在12μm厚的集流体铝箔的两面上，之后经过烘干、冷压、切片、焊接极耳，得到锂离子二次电池的正极极片。
3.制备锂离子二次电池的负极极片
将负极活性物质人造石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠、导电剂导电碳黑、粘结剂丁苯乳胶按质量比95:1.5:1.5:2加入溶剂去离子水中混合均匀制成负极浆料，其中负极浆料的固体含量为45％，之后将负极浆料均匀地涂布在8μm厚的集流体铜箔的两面上，之后经过烘干、冷压、切片、焊接极耳，得到锂离子二次电池的负极极片。
4.制备锂离子二次电池
将正极极片、负极极片以及隔离膜卷绕后，得到电芯，之后经过封装、注入电解液(1mol/L的LiPF6溶液，非水有机溶剂为EC、PC和DEC，质量比为30:35:35)、化成、抽气成型，得到锂离子二次电池。
实施例2
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)将主聚合单体苯乙烯、功能单体丙烯酸、交联剂二乙烯基苯和分散剂聚乙烯基甲基醚按质量比为12:4:2:2聚合制备得到粒径为1.0μm、交联度为40％、孔径为0.05μm的功能化多孔交联聚合物微球。
实施例3
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)功能单体为丙烯腈。
实施例4
依照实施例3的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)将主聚合单体苯乙烯、功能单体丙烯腈、交联剂二乙烯基苯和分散剂聚乙烯基甲基醚按质量比为12:4:2:2聚合制备得到粒径为1.0μm、交联度为40％、孔径为0.05μm的功能化多孔交联聚合物微球。
实施例5
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)功能单体为丙烯酰胺。
实施例6
依照实施例5的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)将主聚合单体苯乙烯、功能单体丙烯酰胺、交联剂二乙烯基苯和分散剂聚乙烯基甲基醚按质量比为12:4:2:2聚合制备得到粒径为1.0μm、交联度为40％、孔径为0.05μm的功能化多孔交联聚合物微球。
实施例7
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)功能单体为2-乙烯吡啶。
实施例8
依照实施例7的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)将主聚合单体苯乙烯、功能单体2-乙烯吡啶、交联剂二乙烯基苯和分散剂聚乙烯基甲基醚按质量比为12:4:2:2聚合制备得到粒径为1.0μm、交联度为40％、孔径为0.05μm的功能化多孔交联聚合物微球。
实施例9
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例10
依照实施例2的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例11
依照实施例3的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例12
依照实施例4的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例13
依照实施例5的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例14
依照实施例6的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例15
依照实施例7的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例16
依照实施例8的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)主聚合单体为甲基丙烯酸甲酯。
对比例1
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
(1)将粒径为0.6μm的无机陶瓷颗粒Al2O3和聚合物粘结剂纯丙乳液按95:5的质量比加入到溶剂去离子水中，搅拌均匀制成涂层浆料；
(2)将涂层浆料通过凹版印刷的方式涂覆在厚度为9μm、微孔孔径为0.05μm、孔隙率为40％的微孔膜聚乙烯膜的两个表面上，烘干后得到带有涂层的隔离膜，其中涂层的厚度为3μm(单面厚度为1.5μm)。
对比例2
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同之处：
1.制备隔离膜
涂层的厚度为5μm(单面厚度为2.5μm)。
最后说明隔离膜及锂离子二次电池的测试过程以及测试结果。
(1)隔离膜的热收缩率测试
将隔离膜裁切成100mm长、100mm宽的正方形样品，并标记纵向(MD)以及横向(TD)方向，之后用投影测试仪测试MD以及TD方向的长度并记为L1和L2，随后将隔离膜放入130℃的鼓风烘箱中，一小时后取出，再次用投影测试仪测试MD以及TD方向的长度并记为L3和L4。
隔离膜MD方向的热收缩率＝(L1-L3)/L1×100％；
隔离膜TD方向的热收缩率＝(L2-L4)/L2×100％。
(2)隔离膜的离子电导率测试
将隔离膜裁切成直径为15mm的圆片，先在电解液中浸润30分钟后取出，之后将隔离膜放入测试夹具中并注入电解液，将夹具旋紧，之后用电化学工作站扫描隔离膜的阻抗值，每组测试5片隔离膜，得出隔离膜阻抗曲线，再由隔离膜阻抗曲线拟合出隔离膜的离子电导率。
(3)隔离膜的吸液量测试
将隔离膜裁切成100mm长、100mm宽的正方形样品，称取隔离膜的重量，之后将隔离膜放入电解液中浸泡30分钟，再将隔离膜取出并用吸液纸吸干隔离膜表面的电解液，再次称取隔离膜的重量，两次称量的隔离膜的重量的差值即为隔离膜的吸液量。
(4)锂离子二次电池的过充性能测试
将锂离子二次电池接到电池测试仪中，在25℃下以1C倍率恒定电流充电到10V，并维持30分钟，记录此时锂离子二次电池的温度，并判断锂离子二次电池是否有起火或者爆炸。
(5)锂离子二次电池的热箱测试
将锂离子二次电池接到电池测试仪中，在25℃下以0.5C倍率恒定电流充电到4.35V，静置1小时，然后放置在烘箱中，用每分钟5±2℃的升温速度加热到150℃，然后保持30分钟，判断锂离子二次电池是否有起火或爆炸。
(6)锂离子二次电池的低温放电性能测试
将锂离子二次电池接到电池测试仪中，在25℃下以0.5C倍率恒定电流充电到4.35V，之后分别在-20℃、-10℃、0℃、10℃、25℃下以0.5C倍率恒定电流放电到3.0V，记录锂离子二次电池的放电容量，以25℃下锂离子二次电池的放电容量为基准，计算不同温度下的锂离子二次电池的容量保持率。
(7)锂离子二次电池的倍率性能测试
将锂离子二次电池接到电池测试仪中，在25℃下以0.5C倍率恒定电流充电到4.35V，之后分别以0.2C、1C、2C倍率恒定电流放电到3.0V，记录锂离子二次电池的放电容量，以0.2C倍率恒定电流放电时的锂离子二次电池的放电容量为基准，计算不同放电倍率下的锂离子二次电池的容量保持率。
(8)锂离子二次电池的常温循环性能测试
在25℃下，以0.7C倍率恒流充电至电压为4.35V，之后以4.35V恒压充电至电流为0.05C，然后以1C倍率恒定电流放电至电压为3.0V，此为一个充放电循环过程，反复500次这种充放电循环过程。
N次循环后的容量保持率＝第N次循环后的放电容量/第一次循环后的放电容量×100％。
表1给出实施例1-16和对比例1-2的参数。
表2给出实施例1-16和对比例1-2的性能测试结果。
接下来对隔离膜和锂离子二次电池的性能测试结果进行分析。
首先对隔离膜的性能测试结果进行分析。
从奇数实施例(实施例1、3、5、7、9、11、13、15)和对比例1-2的测试结果中可以看出，本发明的涂覆有包括功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒以及聚合物粘结剂涂层的隔离膜的性质明显好于涂覆有无机陶瓷颗粒和聚合物粘结剂涂层的对比例1和对比例2的隔离膜的性质。在3μm涂层厚度下，奇数实施例的隔离膜的热收缩率均小于对比例1，而增加涂层厚度的对比例2(为5μm)的隔离膜的热收缩率接近奇数实施例的隔离膜的热收缩率。同时，偶数实施例(实施例2、4、6、8、10、12、14、16)的隔离膜的热收缩率接近于对比例1的隔离膜的热收缩率。说明功能化多孔交联聚合物微球的引入，提高了隔离膜的耐热性。
实施例1-16的隔离膜的离子电导率和吸液量均大于对比例1和对比例2的隔离膜的离子电导率和吸液量，说明功能化多孔交联聚合物微球可提高隔离膜的离子电导率和吸液量。
从奇数实施例和偶数实施例的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球的交联度和微球粒径影响了隔离膜的热收缩率、离子电导率和吸液量，使用交联度低和微球粒径大的功能化多孔交联聚合物微球的隔离膜的热收缩率较高，离子电导率和吸液量较低。这是由于功能化多孔交联聚合物微球的交联度越低，其机械性能和耐热性能越低；微球粒径越大，其比表面积越小，对电解液的保液能力也越弱。从实施例1、实施例3、实施例5和实施例7的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球上不同的功能化基团影响了隔离膜的热收缩率、离子电导率和吸液量。这是由于功能化基团的极性不同，对锂离子的传输作用效果不同而导致。
从实施例1-8和实施例9-16的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球上不同的主聚合单体影响了隔离膜的热收缩率、离子电导率和吸液量。这是由于主聚合单体不同，对电解液的亲和性和对锂离子的传输作用效果不同而导致。
下面对锂离子二次电池的性能测试结果进行分析。
从奇数实施例和对比例1的对比中可以看出，本发明的涂覆有包括功能化多孔交联聚合物微球、无机陶瓷颗粒以及聚合物粘结剂涂层的锂离子二次电池的安全性能明显好于涂覆有无机陶瓷颗粒和聚合物粘结剂涂层的对比例1的锂离子二次电池的安全性能。而增加涂层厚度的对比例2(为5μm)的锂离子二次电池的安全性能与奇数实施例的锂离子二次电池的安全性能相当。同时，奇数实施例的锂离子二次电池的安全性能要优于偶数实施例的锂离子二次电池的安全性能。
从实施例1-16与对比例1-2的对比中看出，功能化多孔交联聚合物微球的引入可以明显提高锂离子二次电池的低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能，这是由于功能化多孔交联聚合物微球的引入提高了隔离膜的吸液量。
同时，从实施例1、实施例3、实施例5和实施例7的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球上不同的功能化基团影响了锂离子二次电池的低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能，这是由于功能化基团的极性不同，对锂离子的传输作用效果不同而导致。
从实施例1-8和实施例9-16的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球上不同的主聚合单体影响了锂离子二次电池的低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能，这是由于主聚合单体不同，对电解液的亲和性和对锂离子的传输作用效果不同而导致。
从奇数实施例和偶数实施例的对比中可以看出，功能化多孔交联聚合物微球的交联度和微球粒径影响了锂离子二次电池的低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。这是由于功能化多孔交联聚合物微球的交联度越低，其机械性能和耐热性能越低；微球粒径越大，其比表面积越小，对电解液的保存能力也越弱。
综上所述，本发明的隔离膜具有较高的吸液量、较高的离子电导率以及较低的热收缩率，本发明的锂离子二次电池具有较好的安全性能、低温放电性能、倍率性能以及室温循环性能。

Claims (10)

1.一种隔离膜，包括：
微孔膜，具有微孔；以及
涂层，涂覆于微孔膜的表面上；
其特征在于，
所述涂层包括：
功能化多孔交联聚合物微球，含有功能化交联聚合物；
无机陶瓷颗粒；以及
聚合物粘结剂；
功能化交联聚合物含有功能化基团，功能化基团选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，
所述功能化交联聚合物含有主聚合单体单元以及功能单体单元，主聚合单体与功能单体的质量比为(8～15):(2～6)；
主聚合单体单元构成功能化交联聚合物的主体结构；
功能单体单元含有功能化基团，功能化基团选自羧基、羟基、氰基、酰胺基以及氨基中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的隔离膜，其特征在于，
所述主聚合单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环已酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯以及甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种；
所述功能单体选自丙烯酸、油酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-乙烯吡啶、4-乙烯吡啶以及N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的隔离膜，其特征在于，所述功能化交联聚合物通过主聚合单体、功能单体以及交联剂制备得到，主聚合单体、功能单体以及交联剂的质量比为(8～15):(2～6):(1～4)；所述交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、二乙烯基苯以及N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的隔离膜，其特征在于，所述功能化交联聚合物通过主聚合单体、功能单体、交联剂以及分散剂制备得到，主聚合单体、功能单体、交联剂以及分散剂的质量比为(8～15):(2～6):(1～4):(2～5)；所述交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、二乙烯基苯以及N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种；所述分散剂为两亲性聚合物或水溶性聚合物；所述分散剂选自聚N-乙烯基吡咯烷酮、羟丙基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇以及聚乙烯基甲基醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，
所述功能化多孔交联聚合物微球的粒径大于所述微孔膜的微孔的孔径；
所述功能化多孔交联聚合物微球的粒径为0.1μm～2μm；
所述微孔膜的微孔的孔径为0.03μm～0.1μm。
7.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述功能化多孔交联聚合物微球的交联度为10%～80%；所述功能化多孔交联聚合物微球的孔径为0.01μm～0.1μm。
8.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述无机陶瓷颗粒选自SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、ZnO2、MgO、ZrO2以及SnO2中的一种或几种；所述聚合物粘结剂选自聚丙烯酸、纯丙乳液、苯丙乳液以及丁苯乳液中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，
所述功能化多孔交联聚合物微球在所述涂层中的质量百分含量为5%～90%；
所述无机陶瓷颗粒在所述涂层中的质量百分含量为5%～90%；
所述聚合物粘结剂在所述涂层中的质量百分含量为1%～10%。
10.一种锂离子二次电池，包括：
正极极片；
负极极片；
隔离膜，间隔于正极极片和负极极片之间；以及
电解液；
其特征在于，所述隔离膜为根据权利要求1-9中任一项所述的隔离膜。
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