CN111816824B - 用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池 - Google Patents

用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本申请涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池。第一纤维层和第二纤维层叠放；第一纤维层的外表面用于涂覆隔膜涂覆层。无纺布包括：第一纤维层和第二纤维层。第一纤维层的外表面用于涂覆隔膜涂覆层。第一纤维层的孔径小于第二纤维层的孔径。第二纤维层的强度大于第一纤维层的强度。第一纤维层能够有效地对第二纤维层中的大孔径进行部分覆盖、填充，减少涂覆层孔缺陷的产生，避免由于隔膜孔缺陷造成的锂离子电池微短路情况的发生。隔膜涂覆层与第一纤维层外表面的有效接触、复合面积更大，因此，只需要在第一纤维层的表面进行少量、且较薄的涂覆，即可获得性能优异的锂离子电池隔膜。

Description

用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池。
背景技术
隔膜是锂离子电池的核心技术之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。
隔膜本身不参与电池中的电化学反应，最基本的功能是导通锂离子，并将电池的正、负极分隔开来防止两极接触而造成短路。目前市场上主流的锂离子电池隔膜是以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的多孔聚烯烃膜。
目前，电动汽车使用的电池大多数是锂离子电池，然而，过重的电池系统使得电动汽车的续航能力与传统燃油汽车相比明显不足，有数据表明，电动汽车质量减10％能提高续驶里程5.5％。实现电池系统轻量化可从三种途径展开：(1)提高单体电芯的能量密度；(2)减轻电池系统配件质量；(3)优化电池系统设计。
其中，减轻电芯辅材质量是提高单体电芯的能量密度的重要途径之一。一般来说，电芯辅材的质量能占到电池质量的10％左右，这部分质量的降低能够在一定程度上提升电池能量密度。电芯辅材包括正负极集流体、隔膜材料和电芯包装材料等。在确保单体电芯安全性能的前提下，可通过减薄隔膜的厚度或减轻隔膜材料的质量来提高电池的能量密度。
目前，已知的一些常规手段是采用涂覆隔膜。涂覆隔膜包括涂层材料和基膜。涂层材料主要包括：氧化铝、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、纳米复合材料、芳纶等。基膜主要为PE和PP。陶瓷涂覆的PE复合隔膜安全使用的温度可以提高到150～160℃，陶瓷涂覆的PP复合隔膜安全使用的温度可以提高到160～180℃。陶瓷涂覆提高了隔膜的安全性，但主要的不利影响是隔膜自重增加、成本提高、电池的内阻增大等。
另有的一些研究为无纺布隔膜。无纺布隔膜广泛用于铅酸、碱性电池、镍氢和超级电容器等领域，其具有耐高温、孔隙率高等优点，无纺布隔膜因其优异的耐热性能而有望适用于大型电池，尤其是大型、长循环寿命要求的储能和动力电池。
但是，目前锂离子电池无纺布隔膜的应用规模仍然有限，另外无纺布无法直接作为锂离子电池隔膜使用，通常只作为锂离子电池隔膜的支撑材料使用。无纺布具有天然的大孔径和高孔隙率，较大的孔径使得电池倍率性能较好，但同时也有导致电池出现微短路的风险。目前为了防止微短路和枝晶通过大孔径生长，常规手段是增加无纺布厚度。
然而，无纺布隔膜基膜厚度比较大，涂覆涂层形成后无纺布隔膜的厚度再一步增加，大厚度的隔膜又会对电池能量密度带来较大损耗。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布、隔膜以及锂离子电池，实现防止微短路和枝晶通过大孔径生长、无纺布具有较薄厚度且无纺布具有合适的强度能够适用于做锂离子电池隔膜基膜。
第一方面，本申请提供一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，无纺布包括：
第一纤维层；
第二纤维层，第一纤维层和第二纤维层叠放；第一纤维层的外表面用于涂覆隔膜涂覆层；
第一纤维层的纤维直径小于第二纤维层的纤维直径；第一纤维层的孔径小于第二纤维层的孔径；第一纤维层的平均孔径≤4μm；
第二纤维层的纵向抗拉强度在4-13KN/m范围内；第二纤维层的横向抗拉强度在2-4.3KN/m范围内。
由于第一纤维层的孔径比较小，能够有效地对第二纤维层中的大孔径进行部分覆盖、填充，减少涂覆层孔缺陷的产生，避免由于隔膜孔缺陷造成的锂离子电池微短路情况的发生。同时，该无纺布，由于在第一纤维层表面涂覆隔膜涂覆层，而第一纤维层的孔隙率更高，比表面积更大，隔膜涂覆层与第一纤维层外表面的有效接触、复合面积更大，因此，只需要在第一纤维层的表面进行少量、且较薄的涂覆，即可形成连续涂覆层，获得性能优异的锂离子电池隔膜。与本领域常规无纺布隔膜相比，本申请实施方式提供的无纺布，其涂覆层厚度与涂覆浆料用量均可明显减小。因此，采用本申请实施方式提供的无纺布，能够使得经过涂覆后无纺布隔膜的增厚增重幅度小，同时减少隔膜涂覆层出现孔缺陷的概率，从而获得有效薄且轻量的高性能锂离子电池隔膜，有望提高电池能量密度。同时该无纺布，较大孔径的第二纤维层其纵向抗拉强度在4-13KN/m范围内；横向抗拉强度在2-4.3KN/m范围内，具有较强的横向和纵向抗拉强度，能够作为支撑结构，从而使得该无纺布能够满足作为锂离子电池基膜所需的支撑效果。
第二方面，本申请提供上述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布的制备方法，包括：
将第一纤维层和第二纤维层热压延在一起；
可选地，将第三纤维层热压延在第二纤维层的表面。
第三方面，本申请提供一种锂离子电池隔膜，该锂离子电池隔膜包括上述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布。
第四方面，本申请提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池隔膜。
该锂离子电池，具有厚度较薄、轻量化且不易发生短路、性能优异的特点，有望提高电池能量密度。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请实施方式提供一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，无纺布包括：
第一纤维层；
第二纤维层，第一纤维层和第二纤维层叠放；第一纤维层的外表面用于涂覆隔膜涂覆层；
第一纤维层的纤维直径小于第二纤维层的纤维直径；第一纤维层的孔径小于第二纤维层的孔径；第一纤维层的平均孔径≤4μm；
第二纤维层的纵向抗拉强度在4-13KN/m范围内；第二纤维层的横向抗拉强度在2-4.3KN/m范围内。
由于第一纤维层的孔径比较小，能够有效地对第二纤维层中的大孔径进行部分覆盖、填充，减少涂覆层孔缺陷的产生，避免由于隔膜孔缺陷造成的锂离子电池微短路情况的发生。同时，该无纺布，由于在第一纤维层表面涂覆隔膜涂覆层，而第一纤维层的孔隙率更高，比表面积更大，隔膜涂覆层与第一纤维层外表面的有效接触、复合面积更大，因此，只需要在第一纤维层的表面进行少量、且较薄的涂覆，即可形成连续涂覆层，获得性能优异的锂离子电池隔膜。与本领域常规无纺布隔膜相比，本申请实施方式提供的无纺布，其涂覆层厚度与涂覆浆料用量均可明显减小。因此，采用本申请实施方式提供的无纺布，能够使得经过涂覆后无纺布隔膜的增厚增重幅度小，同时减少隔膜涂覆层出现孔缺陷的概率，从而获得有效薄且轻量的高性能锂离子电池隔膜。同时该无纺布，较大孔径的第二纤维层其纵向抗拉强度在4-13KN/m范围内；横向抗拉强度在2-4.3KN/m范围内，具有较强的横向和纵向抗拉强度，能够作为支撑结构，从而使得该无纺布能够满足作为锂离子电池基膜所需的支撑效果。
进一步可选地，上述的第一纤维层的平均孔径在0.05～4μm范围内；进一步可选地，上述的第一纤维层的平均孔径在0.5～4μm范围内。
示例性地，上述的第一纤维层的平均孔径为1μm、2μm或者3μm。
进一步地，第二纤维层的纵向抗拉强度在5-12KN/m范围内；第二纤维层的横向抗拉强度在2.1-4.0KN/m范围内。
示例性地，第二纤维层的纵向抗拉强度为8KN/m、第二纤维层的横向抗拉强度为3KN/m；或者第二纤维层的纵向抗拉强度为10KN/m、第二纤维层的横向抗拉强度为2.5KN/m。
进一步地，按照质量分数计，第一纤维层占第一纤维层和第二纤维层总重的10～30wt％，能够使得第二纤维层的强度大于第一纤维层的强度，从而保证整个无纺布的机械强度，能够适用于用作锂离子电池隔膜基膜。
由于第一纤维层的直径较小。所以第一纤维层相对于第二纤维层为超细纤维层。第二纤维层为常规纤维层。相对于常规纤维层，将超细纤维层的含量设置为整个无纺布总质量的10～30wt％，不仅能够有效地起到覆盖、填充常规纤维层孔径的效果，提高涂覆效果，而且能够保障整个无纺布的机械强度，降低成本。
第二纤维层主要起到无纺布支撑骨架的作用，使用时，在第二纤维层的表面不涂覆隔膜涂覆层。第二纤维层为无纺布提供支撑强度，弥补第一纤维层的超细纤维强度不足的问题，同时第二纤维层较大的孔径也保证无纺布隔膜具有较高的电解液保有率和较好的电池倍率性能。本申请实施方式提供的无纺布，第二纤维层的常规纤维和第一纤维层的超细纤维发挥各自的优良性能实现协同效应，最终获得了厚度有效薄、轻量并且性能高的锂离子电池隔膜。
进一步地，按照质量分数计，第一纤维层占第一纤维层和第二纤维层总重的10～28wt％。
进一步地，按照质量分数计，第一纤维层占第一纤维层和第二纤维层总重的12～25wt％。
示例性地，按照质量分数计，第一纤维层占第一纤维层和第二纤维层总重的14wt％、18wt％、20wt％、22wt％、24wt％或者26wt％。
进一步地，第一纤维层和第二纤维层均包括主体纤维和粘结纤维。粘结纤维的熔点低于主体纤维的熔点。
进一步地，第一纤维层的主体纤维和粘结纤维的直径均小于3μm；第二纤维层的主体纤维和粘结纤维的直径均在3～15μm范围内。
通过将上述的第一纤维层的纤维直径设置为小于3μm；第二纤维层的纤维直径在3～15μm范围内，使得第一纤维层的纤维直径显著小于第二纤维层的直径，第一纤维层的较小直径的纤维形成较小的孔隙，第二纤维层的较大直径的纤维形成较大的孔隙，当将第一纤维层和第二纤维层叠放连接时，第一纤维层能够对第二纤维层的孔隙进行部分覆盖、填充，缩小优化无纺布的孔径大小及孔径分布，从而能够减少隔膜涂覆层出现缺陷的概率，尤其是减少涂覆层孔缺陷的产生，避免由于隔膜孔缺陷造成的锂离子电池微短路情况的发生。
进一步地，第一纤维层的纤维直径在0.5～2.5μm；第二纤维层的纤维直径在3.0～14.5μm范围内。
进一步地，第一纤维层的纤维直径在1.0～2.3μm；第二纤维层的纤维直径在3.5～13.5μm范围内。
示例性地，第一纤维层的纤维直径2.0μm；第二纤维层的纤维直径12μm。或者第一纤维层的纤维直径2.4μm；第二纤维层的纤维直径13μm。
进一步地，第一纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1～3mm范围内；第二纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1～6mm范围内。
若是超细纤维与常规纤维的长度小于1mm，可能存在无纺布强度过低的问题；若是超细纤维长度大于3mm，常规纤维长度大于6mm，过长的纤维易团聚缠结，造成无纺布严重的外观性能缺陷。
进一步可选地，第一纤维层的纤维长度在1.0～2.8mm范围内；第二纤维层的纤维长度在1.5～5.7mm范围内。
进一步可选地，第一纤维层的纤维长度在1.2～2.6mm范围内；第二纤维层的纤维长度在2.0～5.5mm范围内。
示例性地，第一纤维层的纤维长度2.4mm；第二纤维层的纤维长度4.5mm。
进一步地，无纺布还包括第三纤维层；第三纤维层叠放在第二纤维层上；第三纤维层的纤维直径小于等于15μm。
进一步地，第三纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1～6mm范围内。
在一些实施例中，第三纤维层与第一纤维层的材料以及性能相同。可选地，当需要在无纺布的两侧涂覆隔膜涂覆层时，此时可以在第三纤维层与第一纤维层的外表面均涂覆隔膜涂覆层。
在一些实施例中，第三纤维层与第二纤维层的材料以及性能相同。根据实际的需要，选择这种结构时，有望进一步提高隔膜支撑效果。
进一步地，按照质量分数计，第一纤维层、第二纤维层、第三纤维层中的主体纤维均占各自所在层纤维总量的60～80wt％。
进一步可选地，按照质量分数计，第一纤维层、第二纤维层、第三纤维层中的主体纤维均占各自所在层纤维总量的65～75wt％。
示例性地，按照质量分数计，第一纤维层、第二纤维层、第三纤维层中的主体纤维均占各自所在层纤维总量的70wt％、72wt％或者76wt％。
主体纤维熔点高，耐热性及尺寸稳定性优异。相对地，粘结纤维熔点较低，主要起粘结纤维的作用。主体纤维与粘结纤维的含量比例对无纺布的强度和孔径及其分布之间的平衡起关键作用，若主体纤维的用量过低，则粘结纤维含量过高，纤维过度粘连，堵孔严重，存在无法获得目标孔隙结构的风险。反之，若主体纤维的用量过高，则粘结纤维含量过少，纤维之间的结合不牢固，可能存在纤维脱落、无纺布强度过低的问题。
进一步地，主体纤维的材料选自：聚酯纤维，聚烯烃纤维，聚酰胺纤维，聚酰亚胺纤维，聚四氟乙烯，聚苯硫醚纤维，聚丙烯腈纤维，芳纶纤维，纤维素纤维中的至少一种。
进一步可选地，聚酯纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纤维。
进一步可选地，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ES纤维等聚烯烃纤维。
进一步可选地，尼龙66等聚酰胺纤维。
进一步地，第二粘结纤维的材料选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯未拉伸纤维，聚对苯二甲酸丁二醇酯未拉伸纤维，聚偏氟乙烯纤维，聚酰胺纤维，共聚酯纤维，共聚酰胺纤维，皮芯结构复合纤维，聚乙烯纤维，聚丙烯纤维，聚氯乙烯纤维，聚烯烃纤维中的至少一种。
进一步可选地，皮芯结构复合纤维包括以聚烯烃、共聚聚酯、共聚酰胺等作皮层材料的皮芯结构复合纤维。
进一步可选地，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃纤维。
进一步地，无纺布的最大孔径与无纺布的平均孔径的比值在1～40范围内。
进一步可选地，无纺布的最大孔径与无纺布的平均孔径的比值在5～30范围内。
示例性地，无纺布的最大孔径与无纺布的平均孔径的比值为10、15、20或者25。
进一步地，无纺布的平均孔径不大于10μm，无纺布的最大孔径不大于50μm。
当平均孔径大于10μm、最大孔径大于50μm时，涂覆浆料容易从涂布面渗透到无纺布背面，在涂覆层上产生通孔，最后浆料粘附在导辊表面，造成涂覆层表面划伤、异物污染；同时，薄的涂覆层将无法有效填充无纺布中的大孔隙，最终使得无纺布涂覆后隔膜增厚增重严重，大孔隙的存在甚至会引发电池短路等电化学安全性问题。本申请将最大孔径与平均孔径比控制在不小于1且不大于40的范围内，能够保证无纺布均匀的孔径分布，涂覆浆料后形成均匀的孔结构，满足锂离子电池优异的离子电导率，也满足电化学安全性能。
进一步地，为保证最大孔径与平均孔径比控制在不小于1且不大于40的范围内，本申请选择采用锥形磨浆机进行纤维的分散。
进一步地，无纺布的厚度在6～30μm范围内。
进一步可选地，无纺布的厚度在7～28μm范围内。
示例性地，无纺布的厚度为10μm、15μm、20μm或者25μm。
进一步地，无纺布的面密度在5～18g/m2范围内。
进一步可选地，无纺布的面密度在6～15g/m2范围内。
示例性地，无纺布的面密度在8g/m2、10g/m2或者12g/m2。
当无纺布的面密度小于5g/m2时，无纺布将难以保持足够的抗拉强度，尤其是横向强度，无纺布将无法承受后续加工工序运行过程中的张力，甚至会发生撕裂。此外，表面密度过低时，涂覆浆料极可能从无纺布的涂布面渗透到背面，增加涂覆层产生缺陷的可能性，影响锂离子电池电化学安全性能。相反，如果面密度大于18g/m2，相同密度下，无纺布厚度将变得过大，使得最终无法获得达到目标厚度的无纺布隔膜。
进一步地，无纺布的密度在0.50～0.95g/m3范围内。
当密度小于0.50g/m3时，涂覆浆料在无纺布表面的渗透过多，渗透到背面。当密度大于0.95g/m3时，无纺布可能堵孔严重，不能保证足够的孔隙率，最终导致无纺布隔膜的电性能不足。
进一步可选地，无纺布的密度在0.6～0.8g/m3范围内。
示例性地，无纺布的密度为0.65g/m3、0.7g/m3、0.75g/m3或者0.8g/m3。
进一步地，无纺布的透气值小于25cc/cm2/sec。
当透气值高于25cc/cm2/sec时，无纺布的孔径过大，难以获得性能良好的无纺布隔膜，容易引发电池短路问题。如若横向的拉伸强度<0.2kN/m,强度太弱，无法承受在生产线上进行涂布及电池组装的张力强度，甚至会发生撕裂。如果纵向抗拉强度/横向抗拉强度比大于4，可能产生纵向折皱，造成额外的缺陷，增加电池内阻，影响电池性能。
进一步可选地，无纺布的透气值在5～24cc/cm2/sec。
示例性地，无纺布的透气值为6cc/cm2/sec、8cc/cm2/sec、10cc/cm2/sec、12cc/cm2/sec、15cc/cm2/sec或者20cc/cm2/sec。
进一步地，无纺布的纵向抗拉强度与横向抗拉强度的比值在1.2～4范围内。
进一步可选地，无纺布的纵向抗拉强度与横向抗拉强度的比值在1.5～3.5范围内。
示例性地，无纺布的纵向抗拉强度与横向抗拉强度的比值为1.6、1.8、2.0、2.5或者3.0。
进一步地，无纺布的横向拉伸强度大于0.2kN/m。
进一步可选地，无纺布的横向拉伸强度在0.2kN/m～10kN/m。
示例性地，无纺布的横向拉伸强度为0.2kN/m、2kN/m、4kN/m、5kN/m或者8kN/m。
本申请的无纺布，制备方法无特别限制，可采用公知的无纺布制备方法，再将已成型的纤维层进行热压延处理，使得超细纤维层与常规纤维层紧密结合而不易发生层间剥离，提高无纺布的整体强度与尺寸稳定性。
本申请的一些实施方式提供一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布的制备方法，包括：
将第一纤维层和第二纤维层热压延在一起；
可选地，将第三纤维层热压延在第二纤维层的表面。
本申请的一些实施方式还提供一种锂离子电池隔膜，锂离子电池隔膜包括前述实施方式提供的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布。
本申请的一些实施方式还提供一种锂离子电池，包括前述实施方式提供的锂离子电池隔膜。
该锂离子电池，具有厚度较薄、轻量化且不易发生短路、性能优异的特点，有望提高电池能量密度。
下面结合实施例和对比例对本申请的特征和性能进行详细描述。
实施例1～实施例3
按照表1所示纤维配比参数，首先采用湿法抄造工艺制备得到第一纤维层、第二纤维层和第三纤维层的原纸。具体为：先采用锥形磨浆机将主体纤维与粘结纤维均匀分散，再利用斜网-圆网复合造纸机抄造成纸，将抄造后的湿纸烘干除水，得到第一纤维层、第二纤维层和第三纤维层的原纸。
然后将第一纤维层、第二纤维层和第三纤维层的原纸采用热压延工艺压合在一起，得到用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布。
接着将所得无纺布裁减出A4大小的样品，并在其超细纤维层外表面通过网辊进行氧化铝陶瓷颗粒涂覆，涂覆浆料固含量为按重量计35％氧化铝，涂覆后进行烘干干燥，最终得到无纺布隔膜试样，用于测试后续实验例进行性能测试。
对比例1～对比例5
按照表1所示纤维配比，采用与实施例1～实施例3中相同的制备方法，制备得到对比例1～6的无纺布。采用相同的方法涂覆干燥后，得到无纺布隔膜试样。
对比例6
对比例6中无纺布制备方法与实施例1～3的制备方法均相同，涂覆的方法也相同，所不同之处在于，涂覆时，在无纺布的第二纤维层的外表面进行涂覆，涂覆干燥后，得到无纺布隔膜试样。
表1实施例1～3及对比例1～6的实施参数
Figure BDA0002535351960000131
Figure BDA0002535351960000141
实验例
对实施例1～3以及对比例1～6制得的无纺布以及无纺布隔膜试样的性能进行检测。
性能测试的相关技术指标参考标准如下：
无纺布的“面密度”，依据GB/T 451.2-2002方法来测定；无纺布的“密度”由无纺布的“面密度”与无纺布的“厚度”相除得到；无纺布的“厚度”，依据GB/T 451.3-2002方法来测定；无纺布的“透气度”，依据GB/T 24218.15-2018方法来测定；无纺布的“孔径”，依据GB/T32361-2015方法来测定；无纺布的“拉伸强度”，依据GB/T12914-2008方法来测定。“纤维缠结”是指未分散开的纤维束或者已分散的纤维重新纠缠团聚在一起，经加固后，不同于其他之处的叠加现象，测定时，通过人眼观察叠加情况，以每平方米无纺布中，纤维叠加处的个数作为“纤维缠结”检测结果。
无纺布性能检测结果见表2：
表2无纺布性能检测检测结果
Figure BDA0002535351960000151
无纺布隔膜试样的性能测试结果见表3：
表3无纺布隔膜试样性能检测检测结果
Figure BDA0002535351960000161
从表2和表3中可以看出本申请实施例1-3的无纺布隔膜试样具有良好的性能，尤其是由其制备的无纺布隔膜的涂覆层厚度均较小，涂覆后隔膜增重小，且无针孔缺陷。而对比例1-6的无纺布分别在无纺布的厚度、密度、强度、孔径、透气、纤维均匀性等性能方面低于本申请实施例的无纺布隔膜试样，因此造成对比例1-6的制得无纺布隔膜试样的涂覆层厚度较大，隔膜增重较大，针孔缺陷增加。而对比例1和对比6的比对，可以看出，当在第二纤维层的表面涂覆隔膜涂覆时，会导致隔膜的厚度增大，不利于获得有效薄且轻量的高性能锂离子电池。
综上，采用本申请实施方式的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，能够使得经过涂覆后无纺布隔膜的增厚增重幅度小，同时减少隔膜涂覆层出现孔缺陷的概率，从而获得有效薄且轻量的高性能锂离子电池隔膜。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，所述无纺布包括：
第一纤维层；
第二纤维层，所述第一纤维层和所述第二纤维层叠放；所述第一纤维层的外表面用于涂覆隔膜涂覆层；
所述第一纤维层的纤维直径小于所述第二纤维层的纤维直径；所述第一纤维层的孔径小于所述第二纤维层的孔径；所述第一纤维层的平均孔径≤4μm；
所述第二纤维层的纵向抗拉强度在4-13KN/m范围内；所述第二纤维层的横向抗拉强度在2-4.3KN/m范围内；所述第一纤维层的主体纤维和粘结纤维的直径均小于3 μm；所述第二纤维层的主体纤维和粘结纤维的直径均在3~15 μm范围内；
所述无纺布还包括第三纤维层；
所述第三纤维层叠放在所述第二纤维层上；所述第三纤维层包括主体纤维和粘结纤维；
所述第三纤维层的主体纤维和粘结纤维的直径均小于等于15 μm。
2.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
按照质量分数计，所述第一纤维层占第一纤维层和第二纤维层总重的10~30 wt%；
所述第一纤维层和所述第二纤维层均包括主体纤维和粘结纤维。
3.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述第一纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1~3mm范围内；所述第二纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1~6mm范围内。
4.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述第三纤维层的主体纤维和粘结纤维的长度均在1~6mm范围内。
5.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
按照质量分数计，所述第一纤维层、所述第二纤维层、所述第三纤维层中的主体纤维均占各自所在层纤维总量的60~80 wt%，且粘结纤维的熔点低于所述主体纤维的熔点。
6.根据权利要求5所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述主体纤维的材料选自：聚酯纤维，聚烯烃纤维，聚酰胺纤维，聚酰亚胺纤维，聚四氟乙烯，聚苯硫醚纤维，聚丙烯腈纤维，芳纶纤维，纤维素纤维中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，所述粘结纤维的材料选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯未拉伸纤维，聚对苯二甲酸丁二醇酯未拉伸纤维，聚偏氟乙烯纤维，聚酰胺纤维，共聚酯纤维，共聚酰胺纤维，皮芯结构复合纤维，聚乙烯纤维，聚丙烯纤维，聚氯乙烯纤维，聚烯烃纤维中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的最大孔径与所述无纺布的平均孔径的比值在1~40范围内。
9.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的平均孔径不大于10μm，所述无纺布的最大孔径不大于50μm。
10.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，所述无纺布的厚度在6~30μm范围内。
11.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的面密度在5~18 g/m2范围内。
12.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的密度在0.50~0.95 g/m3范围内。
13.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，所述无纺布的透气值小于25 cc/cm2/sec。
14.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的纵向抗拉强度与横向抗拉强度的比值在1.2~4范围内。
15.根据权利要求1所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布，其特征在于，
所述无纺布的横向拉伸强度大于0.2 kN/m。
16.权利要求1~15任一项所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布的制备方法，其特征在于，包括：
将第一纤维层和第二纤维层热压延在一起。
17.权利要求1、5~7任一项所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布的制备方法，其特征在于，包括：将第三纤维层热压延在所述第二纤维层的表面。
18.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述锂离子电池隔膜包括权利要求1~17任一项所述的用作锂离子电池隔膜基膜的无纺布。
19.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求18所述的锂离子电池隔膜。
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