CN113363670A - 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池 - Google Patents

一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN113363670A
CN113363670A CN202110481534.0A CN202110481534A CN113363670A CN 113363670 A CN113363670 A CN 113363670A CN 202110481534 A CN202110481534 A CN 202110481534A CN 113363670 A CN113363670 A CN 113363670A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
diaphragm
separator
negative electrode
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110481534.0A
Other languages
English (en)
Inventor
孟宪伟
黄建根
石俊黎
许梦清
许海萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd
Original Assignee
Wanxiang Group Corp
Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanxiang Group Corp, Wanxiang A123 Systems Asia Co Ltd filed Critical Wanxiang Group Corp
Priority to CN202110481534.0A priority Critical patent/CN113363670A/zh
Publication of CN113363670A publication Critical patent/CN113363670A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及锂离子电池隔膜领域，公开了一种隔膜，包括隔膜基材和非对称涂层，所述非对称涂层包括涂覆于隔膜基材一面的第一涂层和涂覆于隔膜基材另一面的第二涂层，第一涂层与第二涂层分别包含不同有机聚合物，第一涂层面密度为0.1‑1.5g/m2，第二涂层面密度为0.3‑2.5g/m2。本发明还提供一种包含该隔膜的锂离子电池，包括正极、负极、电解液和所述的一种隔膜。本发明通过在隔膜面对负极的一侧涂布高粘结力的涂层，克服负极粘接较弱，电池使用过程中容易出现的分层和负极脱落的问题；并针对正负极表面粗糙度和张力的差异对隔膜粘接层进行设计，匹配正负极的变形弯曲，缓解正负极与隔膜粘接后导致的弯曲变形明显的问题。

Description

一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池隔膜领域，尤其涉及一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池。
背景技术
在锂电池制造过程中，现有技术方案通常采用热压使隔膜、正极、负极连接固定，这时候通常使用带有可以实现粘接功能涂层的隔膜，隔膜两侧可以分别对正极和负极实现粘接。通过该方法可以有效避免隔膜、正极、负极在电芯制作、转移和应用过程中的变形错位，提高电芯品质；且有助于改善隔膜与正极、隔膜与负极间的界面，提升电芯性能(如降低电芯内阻、改善电芯循环等)。
但实际生产制作的正极和负极往往存在一定程度的弯曲，使用具有粘性的隔膜将两者固定后，往往由于两者弯曲变形的方向和大小不同，造成正极、负极、隔膜形成的第一单元存在内应力从而导致其不平整，这种不平整一方面会影响后续叠片的对齐度和最终电芯的平整度，影响制造的成品率；另外，隔膜两侧采用同样类型同等涂覆量的粘接层时，由于正负极表面形貌及表面能的差异，隔膜对正极和负极会表现出不同的粘结力，现有带有粘接层的隔膜往往对正极粘结力过大，导致正极测电解液浸润相对较难也较差，最终影响电池的容量发挥及循环性能；而由于负极往往极性较弱，粗糙度较低，与隔膜形成的粘结力较弱，在热压过程中无法保证足够的粘结力时会造成负极易与隔膜分层脱落，影响电芯制作过程，以及最终电芯的成品率。
申请号CN201710104652.3，公开日2017年05月31日的中国专利公开了一种电池单元的热复合工艺，涉及电池技术领域。本发明电池单元的热复合工艺包括：准备四层单元层；将第一隔膜、第一电极、第二隔膜、第二电极依次至下而上层层堆叠；将堆叠好的四层单元层送入热压机中热压，形成热压单元即可。本发明叠片效率高，工艺简单，生产效率高，制作的电池安全性能高，循环性能好。
但隔膜在具有同等涂覆量、同样粘结层时对正负极会形成不同且差异极大的粘结力，以及由此造成的负极往往粘接不牢，粘接后形成的第一单元弯曲变形。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隔膜及使用该隔膜的锂离子电池。通过控制隔膜两侧粘接层的面密度(涂覆量)及粘接层的化学组成，采用两侧具有不同粘结性能的隔膜实现对正极和负极的不同的粘结性。
现有技术的隔膜往往采用同样的粘接层，但所采用的涂层多对正极可以实现较强粘接，对负极粘接较弱，使用过程中很容易出现由于负极粘接较弱而导致的分层和负极脱落，该问题一方面会造成生产良品率降低，另一方面不利于改善隔膜与负极的界面，影响电池性能。且现有技术中，通过粘结的方式将各层连接在一起会导致正负极形变不一致而造成的小单元的弯曲变形。
本发明的具体技术方案为：一种隔膜，包括隔膜基材和非对称涂层，所述非对称涂层包括涂覆于隔膜基材一面的第一涂层和涂覆于隔膜基材另一面的第二涂层，第一涂层与第二涂层分别包含不同有机聚合物，第一涂层的面密度为0.1-1.5g/m2，第二涂层的面密度为0.3-2.5g/m2。
选择分子量较大、聚合度较高的聚合物来作为涂层原料，聚合物的聚合度高，聚合物分子量越大，分子链包含的链段数目就越多，为了实现重心的迁移，需要完成的链段协同作用的次数就越多，所以聚合物熔体的剪切粘度随分子量的增加而增加，分子量大的流动性就差，表观粘度就高，而且分子量的缓慢增加会引起表观粘度的急剧增高，通过控制隔膜两侧涂层的涂覆量来改变面密度，选择对NMC811正极极性材料亲和性好的聚合物PMMA、PAN作为第一涂层原料，选择与石墨负极非极性材料的极性相近的SBR作为第二涂层原料，对正极和负极设计不同的粘接力，可以实现隔膜与正极极片及负极极片弯曲变形程度的匹配，更好地克服当使用隔膜对正负极进行粘接时易出现的第一单元的弯曲变形，提升制造成品率，同时克服由于电芯形变导致的电芯性能下降的问题。
作为优选，所述隔膜涂布第一涂层的一侧面向正极，涂层厚度为0.1-5μm，隔膜涂布第二涂层的一侧面向负极，涂层厚度为0.3-6μm。
针对正极和负极表面形貌及表面能的差异对隔膜两侧的涂层进行特定设计，保证隔膜对正极和负极的高粘接性，改善正极粘接过牢难以浸润的问题，同时避免因为负极粘接较弱而导致的在生产和使用过程中容易出现的负极分层脱落的问题。
作为优选，所述的第一涂层原料为PVDF、PC、PMMA、PAN中的一种或多种。
所述的第二涂层原料为PAA、PVA、EVOH、SBR、PVDF中的一种或多种。
作为优选，所述的隔膜基材为PE隔膜、PP隔膜、PE和PP任意复合的多层隔膜、无纺布隔膜和涂覆隔膜中的一种。
作为优选，所述的无纺布隔膜的基体材料包含PI、PA、PVDF、PVDF-HFP、PAN、纤维素、PE和PP中的至少一种。
作为优选，所述的涂覆隔膜包含陶瓷颗粒，以及芳纶、PVDF、PVDF-HFP、PAN、PVA、PMMA及其衍生物中的至少一种。
作为优选，所述的第一涂层和第二涂层可以包含陶瓷颗粒。
陶瓷颗粒的存在有助于改善隔膜的浸润性能，提高隔膜吸液率和离子电导率，且涂层中的陶瓷颗粒可以加速电池使用时的热量传递和分散，降低电池的整体温度，提高电池的散热性能，电池循环性能和使用寿命都得到提升，保证电池使用时的安全性能。
一种包含上述之一所述隔膜的锂离子电池，包含正极、负极、电解液和所述的一种隔膜。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
(1)通过在隔膜面对负极的一侧涂布具有高粘结力的涂层，克服现有的常用的技术中负极粘接较弱，电池使用过程中容易出现的分层和负极脱落的问题；
(2)针对正负极表面粗糙度和表面张力的差异对隔膜粘接层进行分别设计，可以更好匹配正负极的变形弯曲程度，缓解将正负极与隔膜粘接在一起导致的第一单元弯曲变形明显的问题。
(3)通过向涂层中加入陶瓷颗粒，提高电池的散热性能，电池循环性能和使用寿命都得到提升，保证电池使用时的安全性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。在本发明中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
实施例1
1)PMMA浆料制备：将去离子水、CMC及氟代烷基乙氧基醇醚加入到自转速率为600r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌60min，加入PVDF-HPF粉末后搅拌120h将浆料进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入PMMA共聚物及脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min。原料PVDF-HPF、PMMA、CMC、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：12％：3％：0.4％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
2)PAA浆料制备：将PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚与去离子水加入到自转速率为1000r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌60min后得到混合溶液，将混合溶液进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入PAA及脂肪醇聚氧乙烯醚，得到含有PAA的浆料。原料PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚、PAA、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：0.1-0.8％：1.2％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
3)隔膜涂覆：将上述制得的PMMA浆料采用喷涂方式涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的一侧，经过干燥后，形成PMMA涂层，涂覆面密度0.3g/m2，涂层厚度为1μm，然后将制得的PAA浆料用喷涂法涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的另一侧，经过烘干后，形成PAA涂层，面密度为0.6g/m2，涂层厚度为1.5μm。
4)电池的装配：将正极活性材料NCM811、导电剂碳黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯以重量比96：1.5：2.5均匀分散在NMP中制成浆料，涂于铝箔两面上，铝箔两端各留有14mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到正极极片。将负极活性材料石墨、导电剂碳黑、粘结剂SBR、羧甲基纤维素钠以重量比94：2：2.5：1.5均匀分散在去离子水中制成浆料，涂于铜箔两面上，铜箔两端各留有16mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到负极极片。使用上述制得的隔膜及正负极极片，按照正极-隔膜-负极-隔膜-正极顺序经过干压相互连接在一起，形成第一单元，然后按照隔膜-负极-隔膜顺序经过干压相互连接在一起，形成第二单元。将第一单元和第二单元依次堆叠，即得电芯结构。所述的隔膜涂覆PMMA层面向正极，隔膜涂覆PAA层面向负极，所述的干压温度为70℃，压力为1Mpa。
实施例2
1)PAN浆料制备：将去离子水、PAN及氟代烷基乙氧基醇醚加入到自转速率为600r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌30min，加入PVDF-HPF粉末后搅拌120h将浆料进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min。原料PVDF-HPF、PAN、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：1.3％：0.1-0.8％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
2)SBR浆料制备：将PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚与去离子水加入到自转速率为1000r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌60min后得到混合溶液，将混合溶液进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入SBR及脂肪醇聚氧乙烯醚，得到含有SBR的浆料。原料PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚、SBR、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：0.1-0.8％：1.2％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
3)隔膜涂覆：将上述制得的PAN浆料采用喷涂方式涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的一侧，经过干燥后，形成PAN涂层，涂覆面密度0.5g/m2，涂层厚度为1.5μm，然后将制得的SBR浆料用喷涂法涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的另一侧，经过烘干后，形成SBR涂层，面密度为0.8g/m2，涂层厚度为2μm。
4)电池的装配：将正极活性材料NCM811、导电剂碳黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯以重量比96：1.5：2.5均匀分散在NMP中制成浆料，涂于铝箔两面上，铝箔两端各留有14mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到正极极片。将负极活性材料石墨、导电剂碳黑、粘结剂SBR、羧甲基纤维素钠以重量比94：2：2.5：1.5均匀分散在去离子水中制成浆料，涂于铜箔两面上，铜箔两端各留有16mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到负极极片。使用上述制得的隔膜及正负极极片，按照正极-隔膜-负极-隔膜-正极顺序经过干压相互连接在一起，形成第一单元，然后按照隔膜-负极-隔膜顺序经过干压相互连接在一起，形成第二单元。将第一单元和第二单元依次堆叠，即得电芯结构。所述的隔膜涂覆PAN层面向正极，隔膜涂覆SBR层面向负极，所述的干压温度为70℃，压力为1Mpa。
实施例3
1)PAN浆料制备：将去离子水、PAN及氟代烷基乙氧基醇醚加入到自转速率为600r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌30min，加入PVDF-HPF粉末后搅拌120h将浆料进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min。原料PVDF-HPF、PAN、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：1.3％：0.1-0.8％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
2)SBR-陶瓷混合浆料制备：将CMC溶液(浓度2％)、PVDF-HPF粉末及氟代烷基乙氧基醇醚加入到自转速率为200r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌30min，陶瓷颗粒Al2O3捏合搅拌30min，加入去离子水搅拌60min后得到混合浆料，将混合浆料进行研磨，粒径研磨为1-10μm后，加入SBR及脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min，得到SBR-陶瓷混合浆料。原料PVDF-HPF粉末、Al2O3、CMC、SBR、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：7.5％：7.5％：0.2％：1.3％：0.1-0.8％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
3)隔膜涂覆：将上述制得的PAN浆料采用喷涂方式涂布在单面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的陶瓷层一侧，经过干燥后，形成PAN涂层，涂覆面密度0.5g/m2，涂层厚度为1.5μm，然后将制得的SBR-陶瓷混合浆料用微凹法涂布在单面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的基膜一侧，经过烘干后，形成SBR-陶瓷混合涂层，面密度为1.5g/m2，涂层厚度为2μm。
4)电池的装配：将正极活性材料NCM811、导电剂碳黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯以重量比96：1.5：2.5均匀分散在NMP中制成浆料，涂于铝箔两面上，铝箔两端各留有14mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到正极极片。将负极活性材料石墨、导电剂碳黑、粘结剂SBR、羧甲基纤维素钠以重量比94：2：2.5：1.5均匀分散在去离子水中制成浆料，涂于铜箔两面上，铜箔两端各留有16mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到负极极片。使用上述制得的隔膜及正负极极片，按照正极-隔膜-负极-隔膜-正极顺序经过干压相互连接在一起，形成第一单元，然后按照隔膜-负极-隔膜顺序经过干压相互连接在一起，形成第二单元。将第一单元和第二单元依次堆叠，即得电芯结构。所述的隔膜涂覆PAN层面向正极，隔膜涂覆SBR-陶瓷层面向负极，所述的干压温度为70℃，压力为1Mpa。
实施例4
1)PAN浆料制备：将去离子水、PAN及氟代烷基乙氧基醇醚加入到自转速率为600r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌30min，加入PVDF-HPF粉末后搅拌120h将浆料进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min。原料PVDF-HPF、PAN、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：1.3％：01-0.8％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
2)PAA浆料制备：将PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚与去离子水加入到自转速率为1000r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌60min后得到混合溶液，将混合溶液进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入PAA及脂肪醇聚氧乙烯醚，得到含有PAA的浆料。原料PVDF-HPF粉末、氟代烷基乙氧基醇醚、PAA、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：0.1-0.8％：1.2％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
3)隔膜涂覆：将上述制得的PMMA浆料采用喷涂方式涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的一侧，经过干燥后，形成PMMA涂层，涂覆面密度0.5g/m2，涂层厚度为1.5μm，然后将制得的PAA浆料用喷涂法涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的另一侧，经过烘干后，形成PAA涂层，面密度为1.0g/m2，涂层厚度为2.5μm。
4)电池的装配：将正极活性材料NCM811、导电剂碳黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯以重量比96：1.5：2.5均匀分散在NMP中制成浆料，涂于铝箔两面上，铝箔两端各留有14mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到正极极片。将负极活性材料石墨、导电剂碳黑、粘结剂、羧甲基纤维素钠以重量比94：2：2.5：1.5均匀分散在去离子水中制成浆料，涂于铜箔两面上，铜箔两端各留有16mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到负极极片。使用上述制得的隔膜及正负极极片，按照正极-隔膜-负极-隔膜-正极顺序经过干压相互连接在一起，形成第一单元，然后按照隔膜-负极-隔膜顺序经过干压相互连接在一起，形成第二单元。将第一单元和第二单元依次堆叠，即得电芯结构。所述的隔膜涂覆PMMA层面向正极，隔膜涂覆PAA层面向负极，所述的干压温度为70℃，压力为1Mpa。
对比例1
1)PVDF浆料制备：将PVDF、氟代烷基乙氧基醇醚和去离子水加入到自转速率为1000r/min，公转速率为30r/min的搅拌机中搅拌60min后得到混合溶液，将混合溶液进行研磨，粒径研磨为2-10μm后，加入粘结剂PAA及脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌30min。原料PVDF、PAA、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的重量百分比为：15％：1.3％：0.1-0.8％：0.01-0.5％，其余为去离子水。
2)隔膜涂覆：将上述制得的PVDF浆料采用喷涂方式分别涂布在双面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的两侧，经过干燥后，形成PVDF涂层，两侧的涂覆面密度均为1.0g/m2，涂层厚度为2μm。
3)电池的装配：将正极活性材料NCM811、导电剂碳黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯以重量比96：1.5：2.5均匀分散在NMP中制成浆料，涂于铝箔两面上，铝箔两端各留有14mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到正极极片。将负极活性材料石墨、导电剂碳黑、粘结剂SBR、羧甲基纤维素钠以重量比94：2：2.5：1.5均匀分散在去离子水中制成浆料，涂于铜箔两面上，铜箔两端各留有16mm空箔，烘干后进行碾压备用，对半分切后，冲片得到负极极片。使用上述制得的隔膜及正负极极片，按照正极-隔膜-负极-隔膜-正极顺序经过干压相互连接在一起，形成第一单元，然后按照隔膜-负极-隔膜顺序经过干压相互连接在一起，形成第二单元。将第一单元和第二单元依次堆叠，即得电芯结构。所述的隔膜涂覆PVDF层，隔膜双面同样涂层结构，在电池装配中不区分隔膜面对的正负极面。所述的干压温度为70℃，压力为1Mpa。
对比例2
对比例2与对比例1的不同之处在于：PE隔膜两侧的PVDF涂覆面密度均为0.5g/m2，涂层厚度为1μm。其余原料和工艺与对比例1相同。
测试上述实施例1-4与对比例1所制得的电池的容量和循环性能结果列于表1，测试电压范围2.7-4.2V，测试温度为25℃，循环测试的倍率为0.5C。
表1
Figure BDA0003049436090000071
测试结果如表1所示：对比例1为双面涂覆材质、结构相同的隔膜而制备的电池，其干压粘结力高，电芯制作良率较好，但在保证负极粘结力的情况下，正极粘结力过大，导致正极测电解液浸润相对较难也较差，最终影响电池的容量发挥及循环性能，在常温0.5C条件下，200圈后的电池容量保持率仅有81％。实施例1-4制备的电芯结构表现出优异的性能，隔膜与正负极粘结后形成的第一单元不易弯曲变形，得到的电芯状态也较为平整，电芯容量略有增加，在常温0.5C条件下，200圈后的电池容量保持率达到了93％以上。通过改变隔膜两侧粘接层的化学组成以及控制粘接层的面密度(及涂覆量)，制备出两侧具有不同粘结性能的隔膜，实现隔膜对正极片和负极片表现出不同的粘结性能，改善了隔膜与极片干压粘结力及电池弯曲情况。实施例3中隔膜单面涂有3μm厚陶瓷的PE膜的基膜一侧的一侧涂层中添加了陶瓷颗粒，相比于实施例2，在隔膜一侧用SBR-陶瓷颗粒混合涂层代替了在陶瓷涂层上涂覆SBR涂层，陶瓷颗粒的存在有助于改善隔膜的浸润性能，提高隔膜吸液率和离子电导率，且涂层中的陶瓷颗粒可以加速电池使用时的热量传递和分散，降低电池的整体温度，提高电池的散热性能，电池循环性能和使用寿命都得到提升，保证电池使用时的安全性能。在常温0.5C条件下，200圈后的电池容量保持率达到了95％，但陶瓷颗粒的引入也会导致隔膜干压粘结力有所降低，电芯的制作良率相对略有降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔膜，其特征在于：包括隔膜基材和非对称涂层，所述非对称涂层包括涂覆于隔膜基材一面的第一涂层和涂覆于隔膜基材另一面的第二涂层，第一涂层与第二涂层分别包含不同有机聚合物，第一涂层的面密度为0.1-1.5g/m2，第二涂层的面密度为0.3-2.5g/m2。
2.如权利要求1所述的一种隔膜，其特征在于，所述隔膜涂布第一涂层的一侧面向正极，涂层厚度为0.1-5μm，隔膜涂布第二涂层的一侧面向负极，涂层厚度为0.3-6μm。
3.如权利要求1或2所述的一种隔膜，其特征在于，所述的第一涂层原料为PVDF、PC、PMMA、PAN中的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的一种隔膜，其特征在于，所述的第二涂层原料为PAA、PVA、EVOH、SBR、PVDF中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种隔膜，其特征在于，所述的隔膜基材为PE单层隔膜、PP单层隔膜、PE和PP复合的多层隔膜中的一种。
6.如权利要求5所述的一种隔膜，其特征在于，所述的PE单层隔膜单面或双面涂覆陶瓷涂层。
7.如权利要求1或2所述的一种隔膜，其特征在于，所述的第一涂层和第二涂层中分散有陶瓷颗粒。
8.如权利要求7所述的一种隔膜，其特征在于，所述的陶瓷颗粒为三氧化二铝、勃母石、硫酸钡、硫酸镁和氧化硅中的至少一种。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、电解液和如权利要求1-9之一所述的隔膜。
10.如权利要求9所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述隔膜采用微凹或喷涂方式涂覆涂层。
CN202110481534.0A 2021-04-30 2021-04-30 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池 Pending CN113363670A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110481534.0A CN113363670A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110481534.0A CN113363670A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113363670A true CN113363670A (zh) 2021-09-07

Family

ID=77525931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110481534.0A Pending CN113363670A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113363670A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114544486A (zh) * 2021-09-13 2022-05-27 万向一二三股份公司 一种锂电池极片中粘结剂对活性材料粘接力的测试方法
CN114784364A (zh) * 2022-03-31 2022-07-22 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及电子装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103390740A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 三星Sdi株式会社 隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池
WO2014208926A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 제일모직주식회사 코팅층을 포함하는 분리막 및 상기 분리막을 이용한 전지
CN105514328A (zh) * 2016-01-13 2016-04-20 浙江天能能源科技有限公司 一种锂离子电池用陶瓷隔膜及其制备方法
CN105932209A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 宁波莲华环保科技股份有限公司 一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法
JP2017050215A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
CN106784532A (zh) * 2016-08-29 2017-05-31 东莞市卓高电子科技有限公司 水性pvdf及其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法
CN106784534A (zh) * 2016-08-29 2017-05-31 东莞市卓高电子科技有限公司 Pvdf及其共聚物陶瓷涂覆隔膜的制备方法
CN107093693A (zh) * 2017-05-04 2017-08-25 南通中航泛能新材料有限公司 一种复合隔膜及其在锂离子电池中的应用
CN107316968A (zh) * 2017-05-11 2017-11-03 东莞市赛普克电子科技有限公司 一种粘性电池隔膜及使用该隔膜的锂离子电池
CN108389999A (zh) * 2018-01-23 2018-08-10 惠州市旭然新能源有限公司 有机、无机复合涂覆多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池
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
CN109065804A (zh) * 2018-07-18 2018-12-21 湖南烁普新材料有限公司 一种水性陶瓷/pvdf混合涂覆浆料及其制备方法和应用
CN111129406A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 湖北亿纬动力有限公司 一种水系高粘性涂胶隔膜、其制备方法和在电池中的应用
CN112086609A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 江苏厚生新能源科技有限公司 一种耐热粘结一致性隔膜及其制备方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103390740A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 三星Sdi株式会社 隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池
WO2014208926A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 제일모직주식회사 코팅층을 포함하는 분리막 및 상기 분리막을 이용한 전지
JP2017050215A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
CN105514328A (zh) * 2016-01-13 2016-04-20 浙江天能能源科技有限公司 一种锂离子电池用陶瓷隔膜及其制备方法
CN105932209A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 宁波莲华环保科技股份有限公司 一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法
CN106784534A (zh) * 2016-08-29 2017-05-31 东莞市卓高电子科技有限公司 Pvdf及其共聚物陶瓷涂覆隔膜的制备方法
CN106784532A (zh) * 2016-08-29 2017-05-31 东莞市卓高电子科技有限公司 水性pvdf及其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法
CN107093693A (zh) * 2017-05-04 2017-08-25 南通中航泛能新材料有限公司 一种复合隔膜及其在锂离子电池中的应用
CN107316968A (zh) * 2017-05-11 2017-11-03 东莞市赛普克电子科技有限公司 一种粘性电池隔膜及使用该隔膜的锂离子电池
CN108389999A (zh) * 2018-01-23 2018-08-10 惠州市旭然新能源有限公司 有机、无机复合涂覆多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池
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
CN109065804A (zh) * 2018-07-18 2018-12-21 湖南烁普新材料有限公司 一种水性陶瓷/pvdf混合涂覆浆料及其制备方法和应用
CN111129406A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 湖北亿纬动力有限公司 一种水系高粘性涂胶隔膜、其制备方法和在电池中的应用
CN112086609A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 江苏厚生新能源科技有限公司 一种耐热粘结一致性隔膜及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114544486A (zh) * 2021-09-13 2022-05-27 万向一二三股份公司 一种锂电池极片中粘结剂对活性材料粘接力的测试方法
CN114784364A (zh) * 2022-03-31 2022-07-22 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及电子装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11121356B2 (en) Battery electrode plate preparation method
CN107799699B (zh) 一种黏土矿物复合锂电池隔膜及其制备方法
US8821593B2 (en) Method for manufacturing electrode for electrochemical element
CN102610830B (zh) 锂离子电池
CN102683740B (zh) 锂离子电池
CN107611314B (zh) 锂离子电池及其涂层隔膜
CN112018327A (zh) 一种负极片及制备方法、电池
CN113363670A (zh) 一种隔膜及包含该隔膜的锂离子电池
CN112201770A (zh) 一种电极片及其制备方法和锂电池
CN105551830A (zh) 一种活性石墨烯/活性炭复合电极片的制备方法
CN115411457A (zh) 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用
CN113675365B (zh) 一种负极片及锂离子电池
WO2012167407A1 (zh) 一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的配置及其涂敷的方法
CN111244368A (zh) 一种结合性好的陶瓷隔膜及其制备方法以及包含该陶瓷隔膜的锂离子电池
CN111682267B (zh) 柔性锂离子电池及其制备方法
CN105958012A (zh) 单体大容量聚合物锂离子电池负极片及其制造方法
CN105932290A (zh) 单体大容量聚合物锂离子电池正极片及其制造方法
CN113328063A (zh) 锂电池极片及其制备方法与应用
CN110120508B (zh) 一种全固态电池及其制备方法
CN114552129B (zh) 一种双面差异化锂电池隔膜及含有该隔膜的锂电池
CN102916219A (zh) 一种锂离子电池电芯及其制备方法
CN115172649A (zh) 负极片、电池和制备电池的方法
CN113422109A (zh) 一种多层固体电解质膜及其应用
CN113675534A (zh) 一种环保型高倍率涂覆隔膜
CN112151873A (zh) 一种无集流体的电芯、其制备方法及锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20211112

Address after: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: Wanxiang A123 Co.,Ltd.

Address before: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: Wanxiang A123 Co.,Ltd.

Applicant before: WANXIANG GROUP Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210907

RJ01 Rejection of invention patent application after publication