CN113629357A - 电池隔膜及其制备方法、二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池隔膜及其制备方法，以及一种二次电池。其中，电池隔膜包括基膜和至少结合在所述基膜一个表面的涂层，所述涂层中包括无机纳米材料、颗粒状粘结剂和枝状粘结剂，所述颗粒状粘结剂的粒径大于所述基膜的孔径。本发明提供的电池隔膜，通过颗粒状粘结剂和枝状粘结剂的协同配合作用，不但提高了隔膜中涂层与基膜的结合稳定性，而且大粒径的颗粒状粘结剂有效避免了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔堵塞，提高了电池隔膜的透气性，从而降低电芯阻抗，提升电池的循环性能。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池隔膜及其制备方法，以及一种二次电池。
背景技术
锂离子电池，由于具备比能量高、循环寿命长、无记忆效应等优点，锂电池已广泛应用在我们生活的方方面面，小到手机，大到电动汽车、储能电站等领域。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等四大主材组成。其中，隔膜在锂离子电池中起到隔绝电子、提供离子通道、以及隔绝正负极接触的作用。因此，隔膜对锂离子电池的倍率、循环、安全等性能起着至关重要的作用。目前，被广泛应用的隔膜主要有三类：湿法PE基膜、干法PP基膜、以及基于PE及PP基膜进行表面涂覆的涂层隔膜。涂层隔膜主要有：陶瓷涂层隔膜、陶瓷/聚合物混合涂层隔膜、陶瓷+聚合物复合涂层隔膜。涂覆陶瓷涂层有助于提升电池耐温性，但是涂层粘结剂易成膜导致隔膜透气性能变差，导致电池阻抗增加、倍率变差、循环劣化。因此，我们急需降低陶瓷涂层粘结剂成膜对隔膜透气性能的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池隔膜及其制备方法，以及一种二次电池，旨在一定程度上解决现有陶瓷隔膜的涂层易导致隔膜透气性差，增加隔膜阻抗的问题。
为实现上述申请目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种电池隔膜，电池隔膜包括基膜和至少结合在基膜一个表面的涂层，涂层中包括无机纳米材料、颗粒状粘结剂和枝状粘结剂，颗粒状粘结剂的粒径大于基膜的孔径。
本发明第一方面提供的电池隔膜，通过颗粒状粘结剂和枝状粘结剂的协同配合作用，不但提高了隔膜中涂层与基膜的结合稳定性，而且大粒径的颗粒状粘结剂有效避免了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔堵塞，提高了电池隔膜的透气性，从而降低电芯阻抗，提升电池的循环性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；该粒径大小的颗粒状粘结剂，既有效降低了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔的填充堵塞，又确保了涂层成膜均匀性，表面平整性，及膜层致密性等成膜性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％；该吸液率有利于颗粒状粘结剂在成膜过程中维持颗粒状。
进一步地，颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯类聚合物颗粒中的至少一种，这些粘结剂不但粘接性能好，而且形成的颗粒状形态稳定，可有效减少涂层中组分对基膜微孔的堵塞作用。
进一步地，枝状粘结剂的吸液率为60～300％；该吸液率充分确保了枝状粘结剂在涂层中延展形成网状结构，将颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分连接起来，形成结合稳定的涂层。
进一步地，枝状粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种，这些粘结剂黏结性能好，吸液率高，在涂层成膜过程中易于形成枝状甚至网状结构。
进一步地，基膜的平均孔径为30～100nm，基膜的孔隙率为35～45％；该孔隙率、大孔径的基膜有利于提高隔膜的离子迁移传输效率，降低电芯阻抗。
进一步地，基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；这些基膜孔隙率高，孔径小且均一，对电子阻隔效果好，离子导通效果好。
进一步地，涂层的厚度为1～4μm；该厚度的涂层既确保了无机纳米材料对隔膜耐温性能的提升，又确保了隔膜有较高的透气性，电阻低。
进一步地，无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种；这些无机纳米材料均可以提高隔膜的耐温性能，构建隔膜多孔结构，多孔结构内部可以吸存保持电解液，保证离子导电效果。
进一步地，涂层中还包括流变助剂。进一步地，流变助剂选自羟甲基纤维素、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种。本发明涂层中还可以包含有流变助剂，提高涂层的成膜性能。
颗粒状粘结剂、枝状粘结剂、无机纳米材料和流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)；该配比有利于确保电池隔膜的耐温性、透气性、稳定性等综合性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的粒径与基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：1，该配比同时确保了涂层的成膜性能以及隔膜的透气性能。
第二方面，本发明提供一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
将颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂和无机纳米材料进行混合处理，得到混合浆料；
获取基膜，将混合浆料至少在基膜的一个表面进行成膜处理后，干燥形成涂层，得到电池隔膜；其中，颗粒状粘结剂的粒径大于基膜的孔径。
本发明第二方面提供的电池隔膜的制备方法，操作简单方便，条件温和，适用于工业化大规模生产和应用。制备的电池隔膜稳定性好，透气性高，离子迁移传输效率高，耐温性好，可降低电池阻抗，提高电池循环性能。
进一步地，干燥的温度条件为40～60℃；在干燥的过程中颗粒状粘结剂表面软化与无机纳米材料形成较强的粘结，同时乳液型粘结剂受热熔融延展形成枝状甚至网状。
进一步地，混合浆料中还包括流变助剂。进一步地，流变助剂选自羟甲基纤维素、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种。本发明涂层中还可以包含有流变助剂，提高涂层的成膜性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的粒径、乳液型粘结剂的粒径和基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：(3～33)：1；该配比同时确保了涂层的成膜性能以及隔膜的透气性能。
进一步地，颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂、无机纳米材料和流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)，该配比有利于确保电池隔膜的耐温性、透气性、稳定性等综合性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；该粒径大小的颗粒状粘结剂，既有效降低了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔的填充堵塞，又确保了涂层成膜均匀性，表面平整性，及膜层致密性等成膜性能。
进一步地，颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％；该吸液率有利于颗粒状粘结剂在成膜过程中维持颗粒状。
进一步地，颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯类聚合物颗粒中的至少一种；这些粘结剂不但粘接性能好，而且形成的颗粒状形态稳定，可有效减少涂层中组分对基膜微孔的堵塞作用。
进一步地，乳液型粘结剂的吸液率为60～300％；该吸液率充分确保了乳液型粘结剂在涂层中延展形成网状结构，将颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分连接起来，形成结合稳定的涂层。
进一步地，乳液型粘结剂的粒径为100～300nm；该粒径大小有利于粘结剂在成膜过程中延展形成枝状甚至网状结构，提高涂层中组分的粘结性能。
进一步地，乳液型粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种；这些粘结剂黏结性能好，吸液率高，在涂层成膜过程中易于形成枝状甚至网状结构。
进一步地，基膜的平均孔径为30～100nm，基膜的孔隙率为35～45％；该孔隙率、大孔径的基膜有利于提高隔膜的离子迁移传输效率，降低电芯阻抗。
进一步地，基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；这些基膜孔隙率高，孔径小且均一，对电子阻隔效果好，离子导通效果好。
进一步地，涂层的厚度为1～4μm；该厚度的涂层既确保了无机纳米材料对隔膜耐温性能的提升，又确保了隔膜有较高的透气性，电阻低。
进一步地，无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种，这些无机纳米材料均可以提高隔膜的耐温性能，构建隔膜多孔结构，多孔结构内部可以吸存保持电解液，保证离子导电效果。
第三方面，本发明提供一种二次电池，二次电池包含有上述电池隔膜，或者上述方法制备的电池隔膜。
本发明第三方面提供的二次电池，由于包含有上述电池隔膜，该隔膜稳定性好，透气性高，耐温性好，应用到二次电池中可有效降低电池阻抗，提高电池循环性能，倍率性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电池隔膜的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电池隔膜制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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。
本发明中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
如附图1所示，本发明实施例第一方面提供一种电池隔膜，包括基膜和至少结合在基膜一个表面的涂层，涂层中包括无机纳米材料、颗粒状粘结剂和枝状粘结剂，颗粒状粘结剂的粒径大于基膜的孔径。
本发明实施例第一方面提供的电池隔膜，包括基膜和至少结合在基膜一个表面的涂层，该涂层同时包括颗粒状粘结剂和枝状粘结剂两种粘结剂，其中，颗粒状粘结剂的粒径大于基膜的孔径，可减少涂层对基膜微孔结构的堵塞，并且在涂层固化成型过程中，颗粒状粘结剂与无机纳米材料可形成较强的粘结，不但提高了隔膜涂层的稳定性，而且可减低涂层对隔膜透气性的影响。枝状粘结剂在涂层中以树枝状的形式伸展，进一步将无机纳米材料、颗粒状粘结剂等组分连接起来，牢固的结合在基膜表面，提到电池隔膜的稳定性。无机纳米材料可以有效提高隔膜的耐温性能，构建隔膜多孔结构，多孔结构内部可以吸存保持电解液，保证离子导电效果。本发明实施例电池隔膜，通过颗粒状粘结剂和枝状粘结剂的协同配合作用，不但提高了隔膜中涂层与基膜的结合稳定性，而且大粒径的颗粒状粘结剂有效避免了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔堵塞，提高了电池隔膜的透气性，从而降低电芯阻抗，提升电池的循环性能。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；该粒径大小的颗粒状粘结剂，既有效降低了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔的填充堵塞，又确保了涂层成膜均匀性，表面平整性，及膜层致密性等成膜性能。若颗粒状粘结剂的粒径过小，则会增加涂层对基膜微孔的填充堵塞；若颗粒状粘结剂的粒径过大，则降低了涂层的成膜性能，膜层的致密性和平整性等性能降低，且不利于控制涂层厚度。在一些具体实施例中，颗粒状粘结剂的粒径可以是3～4μm、4～5μm等。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％，该吸液率有利于颗粒状粘结剂在成膜过程中维持颗粒状，若吸液率过高，则在成膜过程中颗粒状粘结剂容易发生形状变化，颗粒变小，增加粘结剂对基膜孔隙的堵塞作用。若吸液率过低，则会降低颗粒状粘结剂与无机纳米材料的结合强度。在一些具体实施例中，颗粒状粘结剂的吸液率可以是5～10％、10～50％、20～40％、30～40％等。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯(PVDF)类聚合物颗粒中的至少一种，这些粘结剂不但粘接性能好，而且形成的颗粒状形态稳定，可有效减少涂层中组分对基膜微孔的堵塞作用。
在一些实施例中，枝状粘结剂的吸液率为60～300％；该吸液率充分确保了枝状粘结剂在涂层中发生延展形变，结合形成网状结构，将颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分连接起来，形成结合稳定的涂层。若吸液率过低，则枝状粘结剂在涂层成膜过程中延展效果不佳，不利于粘结剂之间相互聚集结合形成枝状甚至网状，对颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分的连接效果降低，不利于提高隔膜的稳定性。若吸液率过高，则在涂层成膜过程中枝状粘结剂延展流动性过高，容易穿过颗粒材料进入基膜微孔，堵塞微孔。在一些具体实施例中，枝状粘结剂的吸液率可以是100～120％、120～150％、150～180％、180～200％等。
在一些实施例中，枝状粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种，这些粘结剂黏结性能好，吸液率高，在涂层成膜过程中易于延展聚集形成枝状甚至网状结构。
在一些实施例中，基膜的平均孔径为30～100nm，基膜的孔隙率为35～45％；该孔隙率、大孔径的基膜有利于提高隔膜的离子迁移传输效率，降低电芯阻抗。若孔隙率过高，则对电子隔绝效果降低，且会增加正负极片接触的风险，容易导致电池短路。
在一些实施例中，基膜选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；这些基膜孔隙率高，孔径小且均一，对电子阻隔效果好，离子导通效果好。
在一些实施例中，涂层的厚度为1～4μm；该厚度的涂层既确保了无机纳米材料对隔膜耐温性能的提升，又确保了隔膜有较高的透气性，电阻低。若涂层厚度过低，则无机纳米材料涂层对隔膜耐温性能提升效果不佳；若涂层厚度过高，不但会影响隔膜的孔隙率，而且会导致隔膜厚度过高，应用到电芯后降低电芯的能量密度。在一些具体实施例中，涂层的厚度可以是1μm、2μm、3μm、4μm等。在一些实施例中，隔膜中涂层可以是在单面，也可以是在隔膜的两个表面同时形成涂层。
在一些实施例中，无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种；这些无机纳米材料均可以提高隔膜的耐温性能，构建隔膜多孔结构，多孔结构内部可以吸存保持电解液，保证离子导电效果。
在一些实施例中，涂层中还包括流变助剂。在一些实施例中，流变助剂选自羟甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种。本发明实施例涂层中还可以包含有流变助剂，提高涂层的成膜性能。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂、枝状粘结剂、无机纳米材料和流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)；该配比有利于确保电池隔膜的耐温性、透气性、稳定性等综合性能。若颗粒状粘结剂含量过高，则会降低涂层中各组分的结合稳定性；若枝状粘结剂含量过高，则会增加基膜微孔被堵塞的风险，降低隔膜透气性，增大电芯阻抗；若无机纳米材料含量过高，则降低了粘结剂等组分的含量，降低了涂层的稳定性；若流变助剂含量过高，则降低了涂层中粘结剂、无机纳米材料等组分的含量，从而降低了隔膜的稳定性、耐温性等。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂的粒径与基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：1，该配比同时确保了涂层的成膜性能以及隔膜的透气性能。若颗粒状粘结剂的粒径过大，则会降低涂层成膜性能，膜层平整度降低；若颗粒状粘结剂的粒径过低，则会增加降低隔膜的透气性。
本发明实施例电池隔膜可通过以下实施例方法制得。
如附图2所示，本发明实施例第二方面提供一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
S10.将颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂和无机纳米材料进行混合处理，得到混合浆料；
S20.获取基膜，将混合浆料至少在基膜的一个表面进行成膜处理后，干燥形成涂层，得到电池隔膜；其中，颗粒状粘结剂的粒径大于基膜的孔径。
本发明实施例第二方面提供的电池隔膜的制备方法，将颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂和无机纳米材料制成混合浆料后，在基膜的一个表面成膜处理形成涂层，便得到隔膜。本发明实施例电池隔膜的制备方法，操作简单方便，条件温和，适用于工业化大规模生产和应用。制备的电池隔膜稳定性好，透气性高，离子迁移传输效率高，耐温性好，可降低电池阻抗，提高电池循环性能。
在一些实施例中，上述步骤S10中，颗粒状粘结剂的粒径、乳液型粘结剂的粒径和基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：(3～33)：1；该配比同时确保了涂层的成膜性能以及隔膜的透气性能。若颗粒状粘结剂的粒径过大，则会降低涂层成膜性能，膜层平整度降低；若颗粒状粘结剂的粒径过低，则会增加降低隔膜的透气性。若乳液型粘结剂的粒径过高，则不利于乳液型粘结剂在涂层中形成枝状甚至网状的连接，降低涂层与基膜以及涂层组分之间的结合性能。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；该粒径大小的颗粒状粘结剂，既有效降低了涂层中粘结剂等组分对基膜微孔的填充堵塞，又确保了涂层成膜均匀性，表面平整性，及膜层致密性等成膜性能。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％；该吸液率有利于颗粒状粘结剂在成膜过程中维持颗粒状，若吸液率过高，则在成膜过程中颗粒状粘结剂容易发生形状变化，颗粒变小，增加粘结剂对基膜孔隙的堵塞作用。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯(PVDF)类聚合物颗粒中的至少一种；这些粘结剂不但粘接性能好，而且形成的颗粒状形态稳定，可有效减少涂层中组分对基膜微孔的堵塞作用。
在一些实施例中，乳液型粘结剂的吸液率为60～300％；该吸液率充分确保了述乳液型粘结剂在涂层中发生延展形变，结合形成网状结构，将颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分连接起来，形成结合稳定的涂层。
在一些实施例中，乳液型粘结剂的粒径为100～300nm；该粒径大小有利于粘结剂在成膜过程中延展聚集形成枝状甚至网状结构，提高涂层中组分的粘结性能。若粒径过小，则在成膜过程中容易填充并堵塞基膜微孔，且分散效果差，易聚集，不利于形成分布均匀的枝状甚至网状结构；若粒径过大，则粘结剂延展性降低，也不利于粘结剂之间相互聚集结合形成枝状甚至网状。在一些具体实施例中，乳液型粘结剂的粒径可以是100～150nm、150～200nm、200～250nm、250～300nm
在一些实施例中，乳液型粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种；这些粘结剂黏结性能好，吸液率高，在涂层成膜过程中易于形成枝状甚至网状结构。
在一些实施例中，无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种，这些无机纳米材料均可以提高隔膜的耐温性能，构建隔膜多孔结构，多孔结构内部可以吸存保持电解液，保证离子导电效果。
在一些实施例中，上述步骤S20中，将混合浆料至少在基膜的一个表面进行成膜处理后，在温度为40～60℃的条件下进行干燥处理，在干燥的过程中颗粒状粘结剂表面软化与无机纳米材料形成较强的粘结，同时乳液型粘结剂受热熔融延展形成枝状甚至网状，进一步加强颗粒状粘结剂、无机纳米材料等组分之间的粘结性能，形成涂层。
在一些实施例中，基膜的平均孔径为30～100nm，基膜的孔隙率为35～45％；该孔隙率、大孔径的基膜有利于提高隔膜的离子迁移传输效率，降低电芯阻抗。
在一些实施例中，基膜选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；这些基膜孔隙率高，孔径小且均一，对电子阻隔效果好，离子导通效果好。
在一些实施例中，涂层的厚度为1～4μm；该厚度的涂层既确保了无机纳米材料对隔膜耐温性能的提升，又确保了隔膜有较高的透气性，电阻低。
在一些实施例中，混合浆料中还包括流变助剂。在一些实施例中，流变助剂选自羟甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种。本发明实施例涂层中还可以包含有流变助剂，提高涂层的成膜性能。
在一些实施例中，颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂、无机纳米材料和流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)，该配比有利于确保电池隔膜的耐温性、透气性、稳定性等综合性能。
本发明实施例第三方面提供一种二次电池，二次电池包含有上述电池隔膜，或者上述方法制备的电池隔膜。
本发明实施例第三方面提供的二次电池，由于包含有上述电池隔膜，该隔膜稳定性好，透气性高，耐温性好，应用到二次电池中可有效降低电池阻抗，提高电池循环性能，倍率性能。
本发明实施例锂离子电池中，正极、负极、电解质等可以采用任意符合实际应用需求的材料。
在一些实施例中，正极材料可以是高镍三元材料，钴酸锂等材料，也可以是锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、聚阴离子正极材料等。在一些具体实施例中，正极材料可以是Ni83、Ni50、Ni60、Ni70、Ni80、Ni88、Ni90等高镍材料。
在一些实施例中，负极材料可以是硅基负极材料、石墨负极材料、锡基负极材料等。在一些具体实施例中，负极材料可以是碳包覆硅或氧化亚硅，或者是直接将碳和硅或氧化亚硅两者混合等硅碳负极材料。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例电池隔膜及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径3000nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料；涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，在50℃条件下干燥，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，将实施例1的电池隔膜与Ni83正极片、石墨负极片以卷绕的形式组装成电池，注入电解液，经过化成分容，备用。
实施例2
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类颗粒，粒径3000nm，吸附率为25％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成双面2μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例2制备的电池隔膜组装电池。
实施例3
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类颗粒，粒径3000nm，吸附率为20％),2份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例3制备的电池隔膜组装电池。
实施例4
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(改性PVDF聚合物颗粒，粒径5000nm，吸附率为30％),2份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例4制备的电池隔膜组装电池。
实施例5
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类颗粒，粒径3000nm，吸附率为20％),2份粘结剂2(丁苯橡胶类粘结剂，粒径200nm，吸附率为60％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例5制备的电池隔膜组装电池。
实施例6
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(改性PVDF聚合物颗粒，粒径5000nm，吸附率为30％),2份粘结剂2(丁苯橡胶类粘结剂，粒径200nm，吸附率为60％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例6制备的电池隔膜组装电池。
实施例7
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径5100nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例7制备的电池隔膜组装电池。
实施例8
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径2800nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例8制备的电池隔膜组装电池。
实施例9
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径3000nm，吸附率为52％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例9制备的电池隔膜组装电池。
实施例10
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径3000nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为301％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例10制备的电池隔膜组装电池。
实施例11
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径3000nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成4.5μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例11制备的电池隔膜组装电池。
实施例12
一种电池隔膜，其制备包括步骤：
把3份粘结剂1(聚丙烯酸酯类微球，粒径3000nm，吸附率为20％),3份粘结剂2(聚丙烯酸酯类乳液，粒径100nm，吸附率为120％),100份氧化铝，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于孔隙率为40％，平均孔径为50nm的PE基膜上，形成0.8μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用实施例12制备的电池隔膜组装电池。
对比例1
一种电池隔膜，其制备包括步骤：100份氧化铝，5份聚丙烯酸酯类粘结剂，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用对比例1制备的电池隔膜组装电池。
对比例2
一种电池隔膜，其制备包括步骤：100份氧化铝，5份聚丙烯酸酯类粘结剂，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于PE基膜上，形成双面2μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用对比例2制备的电池隔膜组装电池。
对比例3
一种电池隔膜，其制备包括步骤：100份氧化铝，3份聚丙烯腈类粘结剂，2份聚丙烯酸酯类粘结剂，1份CMC，充分分散制成浆料，涂布于PE基膜上，形成4μm厚的涂层，得到电池隔膜。
一种锂离子电池，其与实施例1的区别在于：采用对比例3制备的电池隔膜组装电池。
进一步的，为了验证本发明实施例的进步性，对实施例1～实施例12和对比例1～对比例3制备的电池隔膜的透气度，以及采用的基膜的透气度，分别进行了测量。另外，对实施例1～实施例12和对比例1～对比例3制备的锂离子电池进行了循环充放电测试，并记录了循环150周后的容量保持率，测试结果如下表1所示：
表1
由上述测试结果可知，本发明实施例1～实施例12制备的电池隔膜的透气度值增加，但透气度值增加的幅度小于对比例1～对比例3未采用颗粒状粘结剂和乳液型粘结剂复合制备的电池隔膜，透气度值越大，阻抗越高，透气性越差，说明本发明实施例制备的电池隔膜既提高了隔膜的透气性，同时也维持了隔膜较低的阻抗，保证离子电导性能，更有利于电池性能。相应地，通过对实施例和对比例制备的锂离子电池循环容量保持率的测试结果可知，本发明实施例锂离子电池表现出更高的容量保持率。
另外，通过实施例1与实施例7～8比较可知，当颗粒状粘结剂的粒径过小时，对隔膜透气度的改善效果不佳，容量保持率降低；当颗粒状粘结剂的粒径过大时，虽然能在一定程度上提高隔膜透气性，但同样会导致电池容量保持率降低。
通过实施例1与实施例9～10比较可知，当颗粒状粘结剂或乳液型粘结剂的吸液率过大时，则在成膜过程粘结剂容易堵塞基膜微孔，降低隔膜的透气度，影响电池的容量保持率。
通过实施例1与实施例11～12比较可知，当涂层厚度过高时，会影响电池容量保持率，降低电池能量密度；而当涂层厚度过低时，对隔膜耐温性、电化学性能提升效果不佳，同样会降低电池的容量保持率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜包括基膜和至少结合在所述基膜一个表面的涂层，所述涂层中包括无机纳米材料、颗粒状粘结剂和枝状粘结剂，所述颗粒状粘结剂的粒径大于所述基膜的孔径。
2.如权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；
和/或，所述颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％；
和/或，所述颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯类聚合物颗粒中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述电池隔膜，其特征在于，所述枝状粘结剂的吸液率为60～300％；
和/或，所述枝状粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种。
4.如权利要求3所述电池隔膜，其特征在于，所述基膜的平均孔径为30～100nm，所述基膜的孔隙率为35～45％；
和/或，所述基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；
和/或，所述涂层的厚度为1～4μm；
和/或，所述无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种；
和/或，所述涂层中还包括流变助剂。
5.如权利要求4所述电池隔膜，其特征在于，所述流变助剂选自羟甲基纤维素、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种；
和/或，所述颗粒状粘结剂、所述枝状粘结剂、所述无机纳米材料和所述流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)；
和/或，所述颗粒状粘结剂的粒径与所述基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：1。
6.一种电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将颗粒状粘结剂、乳液型粘结剂和无机纳米材料进行混合处理，得到混合浆料；
获取基膜，将所述混合浆料至少在所述基膜的一个表面进行成膜处理后，干燥形成涂层，得到电池隔膜；其中，所述颗粒状粘结剂的粒径大于所述基膜的孔径。
7.如权利要求6所述电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度条件为40～60℃；
和/或，所述混合浆料中还包括流变助剂。
8.如权利要求7所述电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述流变助剂选自羟甲基纤维素、聚丙烯酸盐类聚合物中的至少一种；
和/或，所述颗粒状粘结剂的粒径、所述乳液型粘结剂的粒径和所述基膜的平均孔径的大小之比为(50～100)：(3～33)：1；
和/或，所述颗粒状粘结剂、所述乳液型粘结剂、所述无机纳米材料和所述流变助剂的质量比为(1～10)：(1～10)：100：(1～5)。
9.如权利要求6～8任一项所述电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述颗粒状粘结剂的粒径为3～5μm；
和/或，所述颗粒状粘结剂的吸液率为5～50％；
和/或，所述颗粒状粘结剂包括聚丙烯酸酯类颗粒、改性聚偏氟乙烯类聚合物颗粒中的至少一种；
和/或，所述乳液型粘结剂的吸液率为60～300％；
和/或，所述乳液型粘结剂的粒径为100～300nm；
和/或，所述乳液型粘结剂包括聚丙烯酸酯类乳液、丁苯橡胶类聚合物乳液中的至少一种；
和/或，所述基膜的平均孔径为30～100nm，所述基膜的孔隙率为35～45％；
和/或，所述基膜选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、无纺布中的至少一种；
和/或，所述涂层的厚度为1～4μm；
和/或，所述无机纳米材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化镁中的至少一种。
10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包含有如权利要求1～5任一项所述电池隔膜，或者如权利要求6～9任一项所述方法制备的电池隔膜。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447523A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-06 | 山东华夏神舟新材料有限公司 | 锂离子二次电池隔膜用聚偏二氟乙烯乳液及其制备方法 |
| CN114696040A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-07-01 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用 |
| WO2024021025A1 (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备 |
| WO2024145898A1 (zh) * | 2023-01-06 | 2024-07-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔膜及其制备方法、电池和用电装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441230A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 东莞新能源科技有限公司 | 有机/无机复合多孔隔离膜及其制备方法及电化学装置 |
| CN104064709A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-24 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 陶瓷隔膜及其制备锂离子二次电池的方法及电池 |
| CN108305977A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-07-20 | 沧州明珠塑料股份有限公司 | 一种粘结性聚合物涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN111613760A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-01 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电池隔板、电池及电池隔板的制备方法 |
| CN111725511A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-29 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池极片及锂离子二次电池 |
-
2021
- 2021-07-23 CN CN202110839198.2A patent/CN113629357A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441230A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 东莞新能源科技有限公司 | 有机/无机复合多孔隔离膜及其制备方法及电化学装置 |
| CN104064709A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-24 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 陶瓷隔膜及其制备锂离子二次电池的方法及电池 |
| CN108305977A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-07-20 | 沧州明珠塑料股份有限公司 | 一种粘结性聚合物涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN111613760A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-01 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电池隔板、电池及电池隔板的制备方法 |
| CN111725511A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-29 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池极片及锂离子二次电池 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447523A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-06 | 山东华夏神舟新材料有限公司 | 锂离子二次电池隔膜用聚偏二氟乙烯乳液及其制备方法 |
| CN114447523B (zh) * | 2021-12-23 | 2024-03-22 | 山东华夏神舟新材料有限公司 | 锂离子二次电池隔膜用聚偏二氟乙烯乳液及其制备方法 |
| CN114696040A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-07-01 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用 |
| CN114696040B (zh) * | 2022-06-01 | 2022-08-30 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用 |
| WO2024021025A1 (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备 |
| WO2024145898A1 (zh) * | 2023-01-06 | 2024-07-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔膜及其制备方法、电池和用电装置 |
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