CN109659470A - 一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力锂电池制造技术领域，特别是涉及一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池。所述陶瓷隔膜包括基材层和涂覆层，所述基材层包括上表面和下表面，所述涂覆层覆盖所述基材层的上表面和下表面，所述涂覆层由无机纳米陶瓷颗粒制成。本发明旨在解决高温导致动力锂电池热失控，引发动力锂电池起火、爆炸危害等日常使用安全问题。

Description

一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池
技术领域
本发明涉及动力锂电池制造技术领域，特别是涉及一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池。
背景技术
近几年来，新能源汽车产销量呈现爆发式增长。动力锂电池作为新能源汽车的核心部件，其安全性问题成为了新能源汽车能否大规模普及应用的关键因素和技术难题。隔膜对于锂电池的安全性起到至关重要的作用。高能量密度动力电池在滥用情况(过充电、内部短路、外部加热等)下易诱发内部自产热积聚，产生高温导致隔膜收缩、熔化，进而造成电池内部大面积短路最终导致电池热失控，引发电池起火、爆炸危害，严重影响人们的日常使用安全。此外，为满足高能量密度动力电池的发展要求，开发具有高热稳定性隔膜成为行业发展的迫切需要。
目前，商业化消费类锂离子电池一般采用具有微孔结构的聚烯烃类隔膜，如聚乙烯(Polyethylene，PE)，聚丙烯(Polypropylene，PP)的单层或多层膜，由于聚合物本身具有较低的热熔化温度(120-150℃)，当前行业均通用在隔膜表面单面或双面涂布一层或多层的陶瓷颗粒保护层，以缓解电池在高温环境下的热收缩，减少锂电池内部因大面积短路导致的热失控。虽然采用涂覆陶瓷类隔膜热收缩性及机械强度有一定的提高，但在高容量动力电池应用及安全性方面并未表现出明显优势。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池，旨在解决高温导致动力锂电池热失控，引发动力锂电池起火、爆炸危害等日常使用安全问题。
一种陶瓷隔膜，包括基材层和涂覆层，所述基材层包括上表面和下表面，所述涂覆层覆盖所述基材层的上表面和下表面，所述涂覆层由无机纳米陶瓷颗粒制成。
进一步地，所述涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层的数量为两层，所述第二涂覆层的数量为两层，所述基材层的数量为一层，所述陶瓷隔膜由上到下的层结构为所述第二涂覆层、所述第一涂覆层、所述基材层、所述第一涂覆层、所述第二涂覆层。
进一步地，所述无机纳米陶瓷颗粒包括第一无机纳米陶瓷颗粒和第二无机纳米陶瓷颗粒，所述第一涂覆层由所述第一无机纳米陶瓷颗粒制成，所述第二涂覆层由所述第二无机纳米陶瓷颗粒制成，其中所述第一无机纳米陶瓷颗粒与所述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同。
进一步地，所述第一涂覆层由所述第一无机纳米陶瓷颗粒制成包括：
由二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、氧化钙气凝胶、氧化镁气凝胶粉体中的一种或多种制成。
进一步地，所述第二涂覆层由所述第二无机纳米陶瓷颗粒制成包括：
由氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锆、碳酸镁、碱式碳酸镁、碳酸钙粉体的一种或多种制成。
进一步地，所述基材层为聚烯烃膜、芳纶膜或者聚酰亚胺膜。
进一步地，所述第二涂覆层与第一涂覆层通过粘结剂固定，所述第一涂覆层与所述基材层通过所述粘结剂固定。
进一步地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯或者丁苯橡胶。
本发明还提供一种陶瓷隔膜的制备方法，包括：
将有机溶剂、粘结剂和第一无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第一陶瓷浆料；
将所述第一陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到基材层的上表面和下表面，形成第一涂覆层；
对所述第一涂覆层进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1200ppm的范围内；
将所述有机溶剂、所述粘结剂和第二无机纳米陶瓷颗粒依次加入所述高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第二陶瓷浆料，其中所述第一无机纳米陶瓷颗粒与所述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同；
将所述第二陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到已进行烘干处理的所述第一涂覆层的外表面，形成第二涂覆层；
对所述第二涂覆层进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1000ppm的范围内，制成所述陶瓷隔膜。
本发明还提供一种动力锂电池，包括正极极片、负极极片和陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜放置在所述正极极片与所述负极极片之间，所述陶瓷隔膜为上述的陶瓷隔膜。
本发明提供一种陶瓷隔膜的制备方法、陶瓷隔膜及动力锂电池，陶瓷隔膜包括基材层和涂覆层，基材层包括上表面和下表面，涂覆层覆盖基材层的上表面和下表面，涂覆层由无机纳米陶瓷颗粒制成。基材层表面覆盖由无机纳米陶瓷颗粒制成的涂覆层，因无机纳米陶瓷颗粒具有隔热、阻燃性能，所以陶瓷隔膜的耐高温性得到提高，从而降低高温导致动力锂电池热失控，引发动力锂电池起火或爆炸危害的风险。
附图说明
图1是陶瓷隔膜的剖面图；
图2是动力锂电池的结构示意图；
图3是动力锂电池的正、负极极片和陶瓷隔膜的位置关系示意图；
图4是陶瓷隔膜的制备流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种陶瓷隔膜1，陶瓷隔膜1包括基材层11和涂覆层，基材层11包括上表面和下表面，涂覆层覆盖基材层11的上表面和下表面，上述涂覆层由无机纳米陶瓷颗粒制成。由无机纳米陶瓷颗粒制成的涂覆层，加强了陶瓷隔膜1的隔热、阻燃、绝缘性能，并且给陶瓷隔膜1提供机械性的支持力，能有效避免动力锂电池中隔膜收缩、热熔导致大面积短路而产生的热失控，降低了引发动力锂电池起火或爆炸的风险。另外，无机纳米陶瓷颗粒制成的涂覆层有很多小孔结构，具有吸收和保存电解液的性能，从而提高了陶瓷隔膜1的电解液润湿性和保液能力，延长动力锂电池的循环使用寿命。
具体地，如图1所示，上述涂覆层包括第一涂覆层12和第二涂覆层13。第一涂覆层12和第二涂覆层13的数量都为两层，基材层的数量为一层。陶瓷隔膜由上到下的层结构为第二涂覆层13、第一涂覆层12、基材层11、第一涂覆层12、第二涂覆层13。陶瓷隔膜1的上下表面分别连接着动力锂电池的正极极片和负极极片，在基材层11的两个表面对称分布第一涂覆层12和第二涂覆层13，形成镜像结构，加强了对正负极极片的机械隔离，同时又不影响锂离子的透过性，从而延长了动力锂电池的使用寿命。
陶瓷隔膜1的总厚度为20-40μm，基材层11厚度为9-20μm，第一涂覆层12厚度为2-5μm，第二涂覆层13的厚度为2-5μm。在本实施例中，陶瓷隔膜1的厚度为21μm，基材层11的厚度为9μm，每层第一涂覆层12和第二涂覆层13的厚度都为3μm。在一些实施例中，陶瓷隔膜1的厚度为36μm，基材层11的厚度为20μm，每层第一涂覆层12和第二涂覆层13的厚度都为4μm。
具体地，无机纳米陶瓷颗粒包括第一无机纳米陶瓷颗粒和第二无机纳米陶瓷颗粒，第一涂覆层12由上述第一无机纳米陶瓷颗粒制成，第二涂覆层13由上述第二无机纳米陶瓷颗粒制成，其中上述第一无机纳米陶瓷颗粒与上述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同。
上述第一无机纳米陶瓷颗粒和上述第二无机纳米陶瓷颗粒的粒径为0.1-2μm。
具体地，上述第一无机纳米陶瓷颗粒的组成成分包括：二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、氧化钙气凝胶、氧化镁气凝胶粉体中的一种或多种。在本实施例中，第一无机纳米陶瓷颗粒为二氧化硅气凝胶陶瓷颗粒。上述第一无机纳米陶瓷颗粒材料有着保温绝热的特性，增强了陶瓷隔膜1的隔热性能。
具体地，上述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分包括，氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锆、碳酸镁、碱式碳酸镁、碳酸钙粉体的一种或多种。在本实施例中，第二无机纳米陶瓷颗粒为氢氧化铝陶瓷颗粒。在一些实施例中，第二无机纳米陶瓷颗粒为碱式碳酸镁陶瓷颗粒。第二无机纳米陶瓷颗粒可以热分解生成二氧化碳或水，即第二涂覆层13可以发生热分解，第二涂覆层13热分解后并非全部物质都转化为二氧化碳或水，会残存其他物质。第二涂覆层13热分解时吸收热能，从而降低陶瓷隔膜1周围的温度，缓解了陶瓷隔膜1的热收缩，并且热分解产生的二氧化碳能稀释可燃气体，有效降低了热失控动力锂电池对周围动力锂电池的热传播。
具体地，基材层11为聚烯烃膜或芳纶膜或聚酰亚胺膜。聚烯烃膜、芳纶膜或聚酰亚胺膜都具有耐高温、电子绝缘的特性，可有效降低动力锂电池因高温而起火或爆炸的风险。另外聚烯烃膜的成本较低，可降低陶瓷隔膜1和动力锂电池的制作成本。在本实施例中，基材层11为聚烯烃膜，具体地，基材层11为聚乙烯膜。在一些实施例中，基材层11为聚酰亚胺膜。
具体地，第一涂覆层12与基材层11通过粘结剂固定，同样地，第二涂覆层13与第一涂覆层12通过上述粘结剂固定。上述粘结剂是第一涂覆层12和第二涂覆层13的组成成分。
具体地，上述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯或丁苯橡胶。聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯或丁苯橡胶都有耐热性，在高温情况下仍然可以固定陶瓷隔膜1的层结构之间的连接，因为涂覆层对陶瓷隔膜1有保护作用，所以上述粘结剂同时也加强了对陶瓷隔膜1的保护。
如图4所示，本发明还提供一种陶瓷隔膜的制备方法，该制备方法包括：
步骤S101、将有机溶剂、粘结剂和第一无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第一陶瓷浆料。其中，第一无机纳米陶瓷颗粒的组成成分包括，二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、氧化钙气凝胶、氧化镁气凝胶粉体中的一种或多种；
步骤S102、将第一陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到基材层的上表面和下表面，形成第一涂覆层12；
步骤S103、对第一涂覆层12进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1200ppm的范围内；
步骤S104、将有机溶剂、粘结剂和第二无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第二陶瓷浆料。其中，第一无机纳米陶瓷颗粒与第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同，第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分包括，氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锆、碳酸镁、碱式碳酸镁、碳酸钙粉体的一种或多种；
步骤S105、将第二陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到已进行烘干处理的第一涂覆层12的外表面，形成第二涂覆层13；
步骤S106、对第二涂覆层13进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1000ppm的范围内，制成陶瓷隔膜1。
在本实施例中，将有机溶剂、粘结剂和第一无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，具体为将有机溶剂、粘结剂和第一无机纳米陶瓷颗粒按照质量比为60：10：30依次加入到高速双行星搅拌机中在室温环境下进行搅拌，控制出货浆料固含量在25％-30％，浆料粘度控制在25-40mPa·s。
在本实施例中，将有机溶剂、粘结剂和第二无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，具体为将有机溶剂、粘结剂和第二无机纳米陶瓷颗粒按照质量比为60：10：30依次加入到高速双行星搅拌机中在室温环境下进行搅拌，控制出货浆料固含量在25％-30％，浆料粘度控制在25-40mPa·s。
具体地，陶瓷隔膜1制备方法的涂布方式为丝网印刷方式或凹版涂布方式。丝网印刷方式可以是涂布到基材层11的全部表面也可以是只涂布局部表面。凹版涂布方式相对来说操作简单，有利于自动化操作的实现。
具体地，陶瓷隔膜1具有原料成本低，加工方法简单的特点，便于大规模生产制备。
本发明还提供一种动力锂电池，如图2和图3所示，陶瓷隔膜1放置在正极极片2与负极极片3之间。因为陶瓷隔膜1具有较好的隔热、阻燃和绝缘作用，有效避免动力锂电池中隔膜收缩、热熔导致大面积短路而产生热失控，降低引发动力锂电池起火或爆炸风险。
在本实施例中，动力锂电池的隔膜为陶瓷隔膜1，正极极片2的材料为镍钴锰酸锂，负极极片3的材料为人造石墨，通过依次完成正、负极材料浆料搅拌、涂布、辊压、模切、卷绕和焊接工序，组装成动力锂电池，然后将动力锂电池置于100℃真空烘箱中烘烤5～10h；当电芯中陶瓷隔膜1、正极极片2、负极极片3的混合水含量＜200ppm时，对动力锂电池进行自动注液、高温静置、负压化成、密封焊接、分容、检测等工序，最后得到容量为80Ah方形铝壳的动力锂电池。
相关测试数据：
1、陶瓷隔膜1的热稳定性：
随机抽取10组本实施例中的陶瓷隔膜1，分别将每组的陶瓷隔膜1裁成10cm X10cm的正方形隔膜片，将正方形隔膜片放置于130℃烘箱中，恒温放置1h。另，随机抽取不采用陶瓷隔膜1的动力锂电池的隔膜，进行上述一样的处理，作为对照组。经过上述烘箱的热处理后，陶瓷隔膜1在纵向方向(MD方向)的平均收缩率约为0.5％，对照组中的隔膜约为5％；陶瓷隔膜1在横向方向(TD方向)的平均收缩率约为0％，对照组中的隔膜约为7％。
由此可以看出，陶瓷隔膜1的热稳定性明显高于其他隔膜。
2、动力锂电池的安全性能：
随机抽取本实施例中的容量为80Ah方形铝壳的动力锂电池，将这些动力锂电池归为实验组，进行加热测试和热扩散测试。另随机抽取不采用陶瓷隔膜1的容量为80Ah方形铝壳的动力锂电池，将这些动力锂电池归为对照组，同样进行上述的加热测试和热扩散测试。
(1)加热测试：
在对照组和实验组中分别随机抽取10个动力锂电池，将对照组和实验组的动力锂电池以80A电流恒流恒压充电至4.2V，截止电流4.0A，静置30min。然后将满充电动力锂电池置于烘箱中，以5℃/min速率从室温升至150±2℃，保持30min，测试后观察1h。
对照组的动力锂电池有5个发生起火或爆炸。实验组的10个动力锂电池呈现轻微膨胀，防爆阀未破裂，10个动力锂电池均没有起火或爆炸。
(2)热扩散测试：
在对照组和实验组的动力锂电池中，分别选择8个动力锂电池，选择标准如下：动力锂电池包内靠近中心位置，或者被其他动力锂电池单体包围的动力锂电池单体，进行热扩散测试。8个动力锂电池按照每2个动力锂电池并联后，再将4组并联动力锂电池串联成动力锂电池模组，在满充电状态下进行热扩散测试，采用针刺方式触发模组中间位置任意一个动力锂电池出现热失控，记录当热失控触发动力锂电池热量传播导致相邻串联模组动力锂电池出现热失控时间间隔t。本热扩散测试中使用的针为钢针，直径约3mm，针尖为圆锥体，圆锥体的角度为30°。热扩散测试实验中，选择能触发动力锂电池发生热失控的位置，用上述钢针以10mm/s的速度和垂直于极片的方向刺向该位置，触发热失控。
判定动力锂电池发生热失控的条件：(1)同时满足触发对象产生电压下降且下降值超过初始电压的25％、监测点温度达到制造商规定的最高工作温度；(2)同时满足监测点温度达到制造商规定的最高工作温度和监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上。
对照组中的时间间隔t为2-3min，实验组中的时间间隔t大于5min，实验组热失控传播速度明显慢于对照组的。
由以上测试数据可以明显看出，陶瓷隔膜1在高温情况下有较高的热稳定性，由陶瓷隔膜1组装成的动力锂电池在高温情况下不会发生起火或爆炸的几率远远高于其他动力锂电池，热失控扩散的速度也比其他动力锂电池慢，具有更高的安全性，有效降低了高温导致动力锂电池热失控，引发动力锂电池起火或爆炸危害的风险。

Claims (10)

1.一种陶瓷隔膜，包括基材层和涂覆层，其特征在于，所述基材层包括上表面和下表面，所述涂覆层覆盖所述基材层的上表面和下表面，所述涂覆层由无机纳米陶瓷颗粒制成。
2.根据权利要求1所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层的数量为两层，所述第二涂覆层的数量为两层，所述基材层的数量为一层，所述陶瓷隔膜由上到下的层结构为所述第二涂覆层、所述第一涂覆层、所述基材层、所述第一涂覆层、所述第二涂覆层。
3.根据权利要求2所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述无机纳米陶瓷颗粒包括第一无机纳米陶瓷颗粒和第二无机纳米陶瓷颗粒，所述第一涂覆层由所述第一无机纳米陶瓷颗粒制成，所述第二涂覆层由所述第二无机纳米陶瓷颗粒制成，其中所述第一无机纳米陶瓷颗粒与所述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同。
4.根据权利要求3所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述第一涂覆层由所述第一无机纳米陶瓷颗粒制成包括：
由二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、氧化钙气凝胶、氧化镁气凝胶粉体中的一种或多种制成。
5.根据权利要求3所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述第二涂覆层由所述第二无机纳米陶瓷颗粒制成包括：
由氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锆、碳酸镁、碱式碳酸镁、碳酸钙粉体的一种或多种制成。
6.根据权利要求1所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述基材层为聚烯烃膜、芳纶膜或者聚酰亚胺膜。
7.根据权利要求2所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述第二涂覆层与第一涂覆层通过粘结剂固定，所述第一涂覆层与所述基材层通过所述粘结剂固定。
8.根据权利要求7所述的陶瓷隔膜，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯或者丁苯橡胶。
9.一种陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于，所述陶瓷隔膜的制备方法包括：
将有机溶剂、粘结剂和第一无机纳米陶瓷颗粒依次加入高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第一陶瓷浆料；
将所述第一陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到基材层的上表面和下表面，形成第一涂覆层；
对所述第一涂覆层进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1200ppm的范围内；
将所述有机溶剂、所述粘结剂和第二无机纳米陶瓷颗粒依次加入所述高速双行星搅拌机中搅拌，制备得到粘度为20-50mPa·s，细度为5-10μm的第二陶瓷浆料，其中所述第一无机纳米陶瓷颗粒与所述第二无机纳米陶瓷颗粒的组成成分不同；
将所述第二陶瓷浆料采用丝网印刷或凹版涂布的方式涂覆到已进行烘干处理的所述第一涂覆层的外表面，形成第二涂覆层；
对所述第二涂覆层进行烘干处理，烘干温度控制在80-100℃，水分含量控制在小于1000ppm的范围内，制成所述陶瓷隔膜。
10.一种动力锂电池，包括正极极片、负极极片和陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜放置在所述正极极片与所述负极极片之间，其特征在于，所述陶瓷隔膜为权利要求1-8任一项所述的陶瓷隔膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111785895A (zh) * 2020-07-31 2020-10-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种涂层隔膜及其制备方法、应用
CN111916624A (zh) * 2019-05-08 2020-11-10 宁德新能源科技有限公司 隔离膜和电化学装置
CN113745754A (zh) * 2021-07-29 2021-12-03 东风汽车集团股份有限公司 一种高耐热隔膜及其制备方法和应用
CN114597588A (zh) * 2020-12-07 2022-06-07 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池隔膜及锂离子电池
CN114883744A (zh) * 2022-05-31 2022-08-09 西安理工大学 一种改性pp/pe/pp隔膜的制备方法及隔膜的应用
CN116826324A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 缓冲垫、电芯、电池及用电装置

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1898310A (zh) * 2003-12-24 2007-01-17 旭化成化学株式会社 由聚烯烃制得的微多孔膜
US20070054188A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Miller Melvin N High-temperature electrochemical cell and battery
CN102388483A (zh) * 2009-01-12 2012-03-21 A123系统公司 叠层电池及其制备方法
CN103059613A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 天津市捷威动力工业有限公司 一种锂离子电池安全涂层及其制备方法
CN103456908A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 万向电动汽车有限公司 一种高安全性隔膜及采用该隔膜的高容量锂离子动力电池
CN103620818A (zh) * 2011-06-28 2014-03-05 日产自动车株式会社 带耐热绝缘层的隔板
CN104741046A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 西北大学 一种氧化铝/碳气凝胶复合材料的制备方法
CN105140451A (zh) * 2015-07-06 2015-12-09 佛山荷韵特种材料有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN105308772A (zh) * 2013-03-15 2016-02-03 艾诺维克斯公司 用于三维电池的隔膜
CN105428576A (zh) * 2015-12-21 2016-03-23 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种复合陶瓷涂层、锂离子电池复合陶瓷隔膜及锂离子电池
CN106654124A (zh) * 2017-01-20 2017-05-10 东莞市卓高电子科技有限公司 耐热型锂电池隔膜的制备方法
CN106784558A (zh) * 2017-03-13 2017-05-31 厦门大学 以气凝胶为粉体的陶瓷隔膜及其在锂离子电池中的应用
CN106935778A (zh) * 2017-03-08 2017-07-07 东莞市赛普克电子科技有限公司 一种陶瓷隔膜及其制备方法
CN107834007A (zh) * 2017-11-14 2018-03-23 欣旺达电子股份有限公司 隔膜和锂离子电池
CN108475748A (zh) * 2015-12-15 2018-08-31 苹果公司 微孔绝缘体
CN108695475A (zh) * 2018-05-04 2018-10-23 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池隔膜及锂离子电池

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1898310A (zh) * 2003-12-24 2007-01-17 旭化成化学株式会社 由聚烯烃制得的微多孔膜
US20070054188A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Miller Melvin N High-temperature electrochemical cell and battery
CN102388483A (zh) * 2009-01-12 2012-03-21 A123系统公司 叠层电池及其制备方法
CN103620818A (zh) * 2011-06-28 2014-03-05 日产自动车株式会社 带耐热绝缘层的隔板
CN103456908A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 万向电动汽车有限公司 一种高安全性隔膜及采用该隔膜的高容量锂离子动力电池
CN103059613A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 天津市捷威动力工业有限公司 一种锂离子电池安全涂层及其制备方法
CN105308772A (zh) * 2013-03-15 2016-02-03 艾诺维克斯公司 用于三维电池的隔膜
CN104741046A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 西北大学 一种氧化铝/碳气凝胶复合材料的制备方法
CN105140451A (zh) * 2015-07-06 2015-12-09 佛山荷韵特种材料有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108475748A (zh) * 2015-12-15 2018-08-31 苹果公司 微孔绝缘体
CN105428576A (zh) * 2015-12-21 2016-03-23 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种复合陶瓷涂层、锂离子电池复合陶瓷隔膜及锂离子电池
CN106654124A (zh) * 2017-01-20 2017-05-10 东莞市卓高电子科技有限公司 耐热型锂电池隔膜的制备方法
CN106935778A (zh) * 2017-03-08 2017-07-07 东莞市赛普克电子科技有限公司 一种陶瓷隔膜及其制备方法
CN106784558A (zh) * 2017-03-13 2017-05-31 厦门大学 以气凝胶为粉体的陶瓷隔膜及其在锂离子电池中的应用
CN107834007A (zh) * 2017-11-14 2018-03-23 欣旺达电子股份有限公司 隔膜和锂离子电池
CN108695475A (zh) * 2018-05-04 2018-10-23 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池隔膜及锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐志康；万灵书: "《中国战略性新兴产业 新材料 高性能分离膜材料》", 31 December 2017, 《中国铁道出版社》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111916624A (zh) * 2019-05-08 2020-11-10 宁德新能源科技有限公司 隔离膜和电化学装置
WO2020224319A1 (zh) * 2019-05-08 2020-11-12 宁德新能源科技有限公司 隔离膜和电化学装置
EP3758097A4 (en) * 2019-05-08 2021-06-16 Ningde Amperex Technology Ltd. SEPARATOR AND ELECTROCHEMICAL DEVICE
CN111916624B (zh) * 2019-05-08 2022-02-01 宁德新能源科技有限公司 隔离膜和电化学装置
CN111785895A (zh) * 2020-07-31 2020-10-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种涂层隔膜及其制备方法、应用
CN114597588A (zh) * 2020-12-07 2022-06-07 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池隔膜及锂离子电池
CN113745754A (zh) * 2021-07-29 2021-12-03 东风汽车集团股份有限公司 一种高耐热隔膜及其制备方法和应用
CN114883744A (zh) * 2022-05-31 2022-08-09 西安理工大学 一种改性pp/pe/pp隔膜的制备方法及隔膜的应用
CN116826324A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 缓冲垫、电芯、电池及用电装置

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