CN114204216A - 隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法。隔离膜包括多孔基底层以及陶瓷材料。多孔基底层包括相互交织的多条纤维，且多孔基底层被区分为外侧区与中间区。陶瓷材料通过原子层沉积工艺分布于多孔基底层的外侧区与中间区，并沉积在多条纤维的表面，可在不增加隔离膜厚度的情况下，使隔离膜具有较佳的热稳定性与湿润性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法，特别是涉及一种陶瓷化隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法。
背景技术
金属离子电池(如:锂离子电池)目前已被广泛使用在电子装置中，如：笔记本电脑、数字相机及手机。以锂离子电池为例，锂离子电池具有优异的能量密度(High EnergyDensity)、没有记忆效应(No Memory Effect)、循环寿命长(Long Cycle Life)以及低自放电(Low Self-discharging)等优势，而具有应用于电动车或者智能电网的潜力。
现有的金属离子电池至少包括正极、负极、电解液及隔离膜。隔离膜是设置在正极与负极之间，以避免正负极接触，并确保金属离子可以在其中传递。虽然隔离膜没有参与电化学反应，但是隔离膜的结构及性质会影响到金属离子电池的效能，例如循环寿命、安全性、能量密度、功率密度及电池厚度等。
进一步而言，隔离膜具有多个孔隙，以吸收电解液，而金属离子在隔离膜中吸满电解液的孔隙内传递。因此，电解液对隔离膜的湿润性(Wettability)会影响内部阻抗(Internal Resistance)以及离子传导率(Ionic Conductivity)，而隔离膜的湿润性是取决于所选用材质的特性、孔隙度及孔径大小。
另一方面，现有隔离膜包括具有微孔性的聚合物材料层。聚合物材料层在常温下虽然可以提供足够的机械强度与化学稳定性，但是在高温下有可能会有较大的热收缩。另外，当温度超过聚合物材料层的熔解温度时，隔离膜会被溶解而造成正负极短路，甚至有可能引起电池燃烧或爆炸等安全问题。因此，在现有技术中，会在聚合物材料层上形成陶瓷涂层，来提高现有隔离膜的热稳定性。
但是，在聚合物材料层上形成陶瓷涂层，会增加隔离膜的总厚度，且可能有掉粉的问题。因此，如何在不增加厚度的情况下，改善现有隔离膜的耐热性，仍为该项事业所要解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法，以在不增加隔离膜厚度的情况下，提升隔离膜的热稳定性以及湿润性。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种金属离子电池的隔离膜，其包括多孔基底层以及陶瓷材料。多孔基底层包括相互交织的多条纤维，且多孔基底层被区分为外侧区与中间区。陶瓷材料分布于多孔基底层的外侧区与中间区，并沉积在多条纤维的表面。
更进一步地，所述陶瓷材料选自于由氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化锡、氧化锆及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
更进一步地，所述陶瓷材料为原子层沉积陶瓷层，且所述原子层沉积陶瓷层的厚度是从1nm至3nm。
更进一步地，所述陶瓷材料为氧化物，所述多孔基底层的材料选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
更进一步地，所述隔离膜的总厚度是介于6μm至25μm。
更进一步地，所述隔离膜利用热重分析所量测的最高裂解温度至少高于400℃。
更进一步地，较靠近于所述多孔基底层的外表面的所述纤维的表面粗糙度大于较远离于所述多孔基底层的所述外表面的所述纤维的表面粗糙度。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另一技术方案是，提供一种金属离子电池，其包括正极、负极以及前述的隔离膜，且隔离膜是位于正极与负极之间。
更进一步地，所述金属离子电池为锂离子电池、镁离子电池、铝离子电池、锂硫电池或钠离子电池。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另一技术方案是，提供一种金属离子电池的隔离膜的制造方法，其包括：提供一多孔基底层，其具有相互交织的多条纤维，其中，多孔基底层被区分为一外侧区与一中间区；以及利用原子层沉积工艺对多孔基底层执行一陶瓷化处理，以使一陶瓷材料分布在多孔基底层的外侧区与中间区，并沉积在多条纤维的表面。
更进一步地，在执行所述陶瓷化处理之前，对所述多孔基底层执行一表面改质处理。
更进一步地，在执行所述表面改质处理的步骤中，施加一氧电浆或一氧气/氩气混合电浆于所述多孔基底层，以在多条所述纤维的表面形成含氧官能团。
更进一步地，在执行所述表面改质处理的步骤中，在一臭氧气氛下对所述多孔基底层照射紫外光，以在多条所述纤维的表面形成含氧官能团。
更进一步地，所述含氧官能团包括羟基(-COH)、羧基(-COOH)以及羰基(-C＝O)的至少其中一种。
更进一步地，较靠近于所述多孔基底层的外表面的所述纤维的表面粗糙度大于较远离于所述多孔基底层的所述外表面的所述纤维的表面粗糙度。
更进一步地，所述多孔基底层的材料选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
本发明的其中一个有益效果在于，本发明所提供的隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法，其能通过“陶瓷材料分布于多孔基底层的外侧区与中间区，并沉积在多条纤维的表面”以及“利用原子层沉积工艺对多孔基底层执行一陶瓷化处理”的技术方案，以在不增加隔离膜厚度的情况下，使隔离膜具有较佳的热稳定性与湿润性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明实施例的隔离膜的局部示意图。
图2为图1的II部分的放大示意图。
图3为本发明另一实施例的隔离膜的局部放大示意图。
图4为本发明其中一实施例的隔离膜的扫描式电子显微镜照片。
图5为本发明实施例的隔离膜的制作方法的流程图。
图6为本发明实施例的金属离子电池的局部剖面示意图。
图7显示本发明实施例与比较例的隔离膜的热稳定性。
图8显示分别应用实施例三与比较例的隔离膜的金属离子电池在55℃下充放电的循环寿命。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
请参照图1以及图2，图1为本发明实施例的隔离膜的局部示意图。图2为图1的II部分的放大示意图。本实施例的隔离膜1是应用在金属离子电池中，以避免正负极接触，并用以传导金属离子。根据不同金属离子电池的要求，隔离膜1会有不同的厚度。在一实施例中，隔离膜1的总厚度是介于6μm至25μm。
如图1与图2所示，隔离膜1包括多孔基底层10以及陶瓷材料11。多孔基底层10具有多个微孔h1以及相互交织的多条纤维100。多孔基底层10可以是单层结构，且多孔基底层10的材料可选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种，本发明并不限制。在另一实施例中，多孔基底层10也可以具有叠层结构。详细而言，多孔基底层10可以是聚乙烯(PP)层/聚丙烯(PE)层/聚乙烯(PP)的叠层结构或者是聚氧化乙烯(PEO)与聚丙烯(PE)的叠层结构。也就是说，根据隔离膜1所应用的金属离子电池的种类，多孔基底层10的材料也可以有不同的选择。
整体而言，多孔基底层10可被区分为一外侧区PR与一中间区CR。位于外侧区PR的多条纤维100较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2，而位于中间区CR的多条纤维100是在多孔基底层10的核心区域。
请一并参照图2，陶瓷材料11不仅分布于多孔基底层10的外侧区PR，也分布于中间区CR。也就是说，陶瓷材料11并非只形成于多孔基底层10的外表面S1,S2，而是会进入多孔基底层10内部，并沉积在多孔基底层10内部的纤维100上。除此之外，陶瓷材料11并非掺杂在纤维100内，而是沉积在多条纤维100的表面100s。
在一实施例中，陶瓷材料11为原子层沉积陶瓷层。也就是说，陶瓷材料11是通过原子层沉积(atomic layer deposition)工艺，而形成在多孔基底层10的多条纤维100上。据此，每一条纤维100与沉积于其上的陶瓷材料11会共同形成一复合纤维结构。复合纤维结构的内芯为(聚合物)纤维100，而外覆盖层为原子层沉积陶瓷层。在一实施例中，原子层沉积陶瓷层的厚度是从1nm至3nm。只要可以利用原子层沉积工艺形成并使隔离膜1具有较佳的热稳定性，本发明并不限制陶瓷材料11的种类。举例而言，陶瓷材料11可以是氧化物，例如氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化锡、氧化锆或其任意组合所组成的群组。
也就是说，本发明实施例的隔离膜1是陶瓷化隔离膜。然而，与现有技术不同之处在于，陶瓷材料11并非直接涂布在多孔基底层10的外表面S1,S2上，而是形成在多孔基底层10内。因此，本发明实施例的隔离膜1并不会因为具有陶瓷材料11而增加其整体厚度。
可以理解的是，在本实施例中，既然陶瓷材料11可通过原子层沉积工艺而形成在多孔基底层10内部，陶瓷材料11不一定会形成在多孔基底层10的每一条纤维100上。此外，当纤维100被陶瓷材料11覆盖时，陶瓷材料11可以只覆盖纤维100的一部分表面100s，而并未完全覆盖纤维100的整个表面100s。
请参照图3，其为本发明另一实施例的隔离膜的局部放大示意图。在图3的实施例中，多孔基底层10在进行陶瓷化处理之前，先经表面改质处理，例如:施加一氧电浆或一氧气/氩气混合电浆于多孔基底层10或是在一臭氧气氛下对多孔基底层10照射紫外光。因此较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2的纤维100的表面粗糙度会大于较远离外表面S1,S2的纤维100的表面粗糙度。也就是说，在本实施例中，相对于位于中间区CR的纤维100而言，位于外侧区PR的纤维100会具有相对较不平整的改质表面100s’，但本发明并不以此为限。
请参照图4，其显示本发明其中一实施例的隔离膜的扫描式电子显微镜(SEM)的照片，其放大倍率为5万倍。在图4所显示的隔离膜中，多孔基底层10在形成陶瓷材料11之前，先经过表面改质处理。经过表面改质处理(如:电浆处理)以及利用ALD执行陶瓷化处理，而在纤维100的表面形成陶瓷材料11后，隔离膜表面的微结构会有轻微变化，但其整体厚度并不会增加，仍保有原本的空隙结构。
本发明并进一步提供隔离膜的制造方法。请参照图5，图5为本发明实施例的隔离膜的制作方法的流程图。在步骤S100中，提供一多孔基底层，其具有相互交织的多条纤维，且多孔基底层被区分为一外侧区与一中间区。
如前所述，多孔基底层10的材料可选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种，本发明并不限制。需说明的是，在尚未形成陶瓷材料11之前，多孔基底层10的孔隙率约35％至48％，而多孔基底层10的厚度约6μm至25μm。
另外，多孔基底层10可被区分为较靠近外表面S1,S2(包含多孔基底层10的上表面S1与下表面S2)的外侧区PR与中间区CR。据此，相对于在中间区CR的多条纤维100而言，外侧区PR的多条纤维100的位置会较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2，而中间区CR的多条纤维100的位置是在多孔基底层10的核心区域。
在步骤S110中，对多孔基底层执行一表面改质处理。在执行表面改质处理的步骤之后，可在多条纤维100的表面100s形成含氧官能团，以在后续的步骤中，使陶瓷材料11更容易被形成于纤维100的表面100s。前述的含氧官能团包括羟基(-COH)、羧基(-COOH)以及羰基(-C＝O)的至少其中一种。
详细而言，在一实施例中，在执行表面改质处理的步骤中，可施加一氧电浆或一氧气/氩气混合电浆于多孔基底层10。在另一实施例中，是在一臭氧气氛下对多孔基底层10照射紫外光，以在多条纤维100的表面100s形成含氧官能团。
须说明的是，当对多孔基底层10施加氧电浆或是氧气/氩气混合电浆，或者是对多孔基底层10照射紫外光时，电浆或者是紫外光会破坏多孔基底层10的外侧区PR。因此，较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2的纤维100的表面粗糙度大于较远离于多孔基底层10的外表面S1,S2的纤维100的表面粗糙度。
换言之，相较于位于核心区域的纤维100而言，较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2的纤维100会具有较大的表面粗糙度。此外，较靠近于多孔基底层10的外表面S1,S2的纤维100会具有不平整的改质表面100s’。然而，经过表面改质处理之后，不论是位于外侧区PR或中间区CR的纤维100上都可能会形成含氧官能团。
除此之外，通过对多孔基底层10进行表面改质处理，也可以扩大位于多孔基底层10的外侧区PR的微孔h1的孔径。如此，在后续以原子层沉积工艺形成陶瓷材料11时，陶瓷材料11不仅形成在位于外侧区PR的纤维100，也容易形成于中间区CR的纤维100上。
当多孔基底层10聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈或其任意组合时，可通过执行步骤S110，使陶瓷材料11更容易被形成在纤维100上。举例而言，当多孔基底层10是具有聚乙烯(PP)与聚丙烯(PE)的叠层结构，或者是当多孔基底层10的材料为聚乙烯或聚丙烯腈时，可通过表面改质处理，以形成含氧官能团于纤维100上。
据此，在对多孔基底层10进行表面改质处理之后，在后续的原子层沉积工艺中，可使陶瓷材料11更容易被沉积在纤维100上，而提升陶瓷材料11的沉积速率。如此，可在相对较短的时间内，在多孔基底层10内沉积较多的陶瓷材料11。
然而，如图5所示，在另一实施例中，制造方法可以直接执行步骤S120，而省略步骤S110。举例而言，当多孔基底层10具有聚氧化乙烯(PEO)与聚丙烯(PE)的叠层结构，或者是当多孔基底层10的材料为玻璃纤维时，可以在执行步骤S110之后，直接进行步骤S120。
在步骤S120中，利用原子层沉积工艺对多孔基底层执行一陶瓷化处理，以使一陶瓷材料分布在多孔基底层的外侧区与中间区，并沉积在多条纤维的表面。在执行步骤S120之后，可形成如图1及图2所示的隔离膜1。在一实施例中，可以利用连续式(卷对卷)原子层沉积设备，在多孔基底层10内形成陶瓷材料11。
详细而言，在原子层沉积(atomic layer deposition)工艺中，多孔基底层10会被设置在反应腔体内，并且不同的前驱物气体会依序被通入反应腔体内，以在多孔基底层10形成陶瓷材料11。
前驱物气体的种类可以根据所要形成的陶瓷材料11而决定，本发明并不限制。前驱物气体与纤维100的表面会发生连续的自限性反应，从而在多孔基底层10内部的纤维100上形成陶瓷材料。值得一提的是，前述的前驱物气体可通过多孔基底层10的微孔h1而进入到多孔基底层10的中间区CR，进而使陶瓷材料11被形成在中间区CR的纤维100的表面100s。
既然陶瓷材料11并非堆栈在多孔基底层10的外表面S1,S2上，而是形成在多孔基底层10内部的纤维100上，本发明实施例的隔离膜1的厚度并不会被大幅地增加，而与陶瓷化处理之前的多孔基底层10的厚度差不多。在一实施例中，在执行陶瓷化处理(步骤S120)前的多孔基底层10的厚度，与在执行陶瓷化处理之后的隔离膜1的厚度之间的差值小于0.5％。
另外，根据隔离膜1所要应用的金属离子电池，隔离膜1的厚度可介于6μm至25μm。在一实施例中，当隔离膜1是应用于锂离子电池中，隔离膜1的厚度约6μm至12μm。
另外，在本发明实施例中，利用原子层沉积工艺在多孔基底层10内形成陶瓷材料11，可以使隔离膜1的湿润性与热稳定性提升，但并不会大幅降低隔离膜1的孔隙率。也就是说，利用本发明实施例的方法所制造的隔离膜1，可以在不过度牺牲孔隙率的情况下，提升隔离膜1的湿润性与热稳定性。
在一实施例中，在执行步骤S120后，隔离膜1的孔隙率相较于未处理前的多孔基底层10的孔隙率而言最多只减少0.04％，但隔离膜1的热稳定性与湿润性却具有显着的提升。
请参照图6，显示本发明实施例的金属离子电池的局部示意图。金属离子电池Z1可以是锂离子电池、镁离子电池、铝离子电池、锂硫电池或钠离子电池的其中一种，本发明并不限制。
金属离子电池Z1至少包括外壳Z10、正极Z11、负极Z12以及隔离膜Z13。正极Z11、负极Z12以及隔离膜Z13都设置在外壳Z10内，且隔离膜Z13位于正极Z11与负极Z12之间，用以避免正极Z11与负极Z12接触。隔离膜Z13可以是图2或图3所绘示隔离膜1，且可通过图5所示的制造方法制造，在此不再赘述。另外，金属离子电池Z1还包括位于外壳Z10内的电解液(图未示)，且正极Z11、负极Z12以及隔离膜Z13都接触电解液。
本发明并提供实验数据，证明本发明实施例的隔离膜具有较佳的热稳定性，而可应用在金属离子电池。请参照图7，显示本发明不同实施例的隔离膜与比较例的隔离膜的热稳定性。
需先说明的是，在图7中，比较例的隔离膜的材料为聚丙烯，而在实施例一至三的隔离膜中，多孔基底层10的材料也都是聚丙烯，且陶瓷材料11都是氧化钛。换言之，比较例的隔离膜是未经陶瓷化处理的多孔基底层。实施例一至三的隔离膜的结构可参考图1至图2。另外，实施例一至三的隔离膜都在进行陶瓷化处理之前，先执行表面改质处理。
在图7中，曲线7A是对应于右侧纵轴，也就是比较例与实施例一至三所分别测得的最大裂解温度。另外，曲线7B是对应于左侧纵轴，也就是在比较例与实施例一至三中，钛(Ti)原子与碳原子之间的比例。
实施例一至实施例三的差异在于陶瓷材料11的量。在一实施例中，可利用X射线光电子能谱学(XPS)，来分析钛(Ti)原子与碳原子之间的比例，以定义出陶瓷材料11的含量。
如图7所示，实施例一的钛原子含量最低，而实施例三的钛原子含量最高，实施例二的钛原子含量是介于实施例一与实施例二之间。详细而言，实施例一至三的钛/碳原子的比例分别约0.68at.％、1.35at.％及6.93at.％。
另外，由图7可看出，相较于比较例，实施例一至三，也就是经陶瓷化处理之后的隔离膜，都具有较高的最大裂解温度。比较例与实施例一至三的最高裂解温度是通过热重分析(TGA,Perkin Elmer TA7)来量测。在进行热重分析时，是以每分钟10℃的加热速率，从30℃加热至700℃来进行。详细而言，比较例的隔离膜的最高裂解温度约397℃，而实施例一至三的最高裂解温度分别为415℃、425℃以及450℃。据此，本发明实施例的隔离膜1确实具有更好的热稳定性。进一步而言，随着陶瓷材料11在隔离膜1内的含量越高，热稳定性也越好。
请参照下表1，显示比较例与实施例一至三的面积维持率、接触角以及孔隙率。在量测面积维持率(areal maintenance ratio)时，是将比较例与实施例一至三以130℃的温度烘烤一小时之后，量测烘烤前后的面积差异。
本发明并通过座滴法(sessile drop)量测电解液对比较例与实施例一至三的接触角，以比较比较例与实施例一至三的湿润性(Wettability)。用来量测的电解液为浓度1.0M的六氟化磷酸锂(LiPF6)在碳酸丙烯酯(propylene carbonate,PC)/碳酸二乙酯(diethyl carbonate,DEC)/碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate,EMC)的混合液。
比较例与实施例一至三的离子导电率是利用电化学阻抗图谱(electrochemicalimpedance spectroscopy,EIS)在0.01Hz至100kHz的频段进行分析。放电容量(dischargecapacity)是将分别应用比较例与实施例一至三的隔离膜的金属离子电池在放电率0.2C的条件下来进行量测。
表一
参照表1，比较例的面积维持率为80.5％，而实施例一至三的面积维持率分别是90.8％、91.4％与91.8％。也就是说，随着陶瓷材料在隔离膜内含量越高，热收缩率较低。另外，相较于比较例，实施例一至三的接触角大幅降低。因此，实施例一至三具有较佳的亲水性，而可吸收电解液的分子，进而增加湿润性。
值得一提的是，利用原子层沉积工艺在多孔基底层10内形成陶瓷材料11，并未大幅降低隔离膜1的孔隙率。也就是说，尽管陶瓷材料11形成在多孔基底层10内，但陶瓷材料11并未阻挡离子传递的通道。因此，相较于比较例，实施例一至三的离子导电率甚至更好。
另外，参照表1，相较于应用比较例的隔离膜的金属离子电池，应用实施例一至三的隔离膜的金属离子电池的电池内阻明显地较低，且具有较高的放电容量。
请参照图8，其显示分别应用实施例三与比较例的隔离膜的金属离子电池在55℃下充放电的循环寿命。曲线8A与曲线8B分别代表实施例三与比较例以充放电率1C充放电100次的放电容量。由图8可看出，在充放电100次之后，应用比较例的金属离子电池的放电容量减少了大约12.9％。相较之下，应用实施例三的金属离子电池的放电容量也只减少大约8.7％。除此之外，在充放电100次之后，实施例三与比较例的稳定库伦效率都仍维持99％以上。
综上所述，本发明的其中一个有益效果在于，本发明所提供的隔离膜、应用其的金属离子电池及其制造方法，其能通过“陶瓷材料11分布于多孔基底层10的外侧区PR与中间区CR，并沉积在多条纤维100的表面100s”以及“利用原子层沉积工艺对多孔基底层10执行一陶瓷化处理”的技术方案，以在不增加隔离膜1厚度的情况下，使隔离膜1具有较佳的热稳定性与湿润性。
另外，利用原子层沉积工艺在多孔基底层10内形成陶瓷材料11，并未大幅降低隔离膜1的孔隙率，并不影响隔离膜1应用于金属离子电池Z1中。经过实际测试，经过陶瓷化处理的隔离膜1甚至具有较好的离子导电率。
在执行陶瓷化处理之前，对多孔基底层10执行一表面改质处理。据此，在原子层沉积工艺中，可使陶瓷材料11更容易被沉积在纤维100上，而提升陶瓷材料11的沉积速率。如此，可在相对较短的时间内，在多孔基底层10内沉积较多的陶瓷材料11。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (16)
1.一种金属离子电池的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜包括：
一多孔基底层，其包括相互交织的多条纤维，其中，所述多孔基底层被区分为一外侧区与一中间区；以及
一陶瓷材料，其分布于所述多孔基底层的所述外侧区与所述中间区，并沉积在多条所述纤维的表面。
2.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述陶瓷材料选自于由氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化锡、氧化锆及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述陶瓷材料为原子层沉积陶瓷层，且所述原子层沉积陶瓷层的厚度是从1nm至3nm。
4.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述陶瓷材料为氧化物，所述多孔基底层的材料选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜的总厚度是介于6μm至25μm。
6.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜利用热重分析所量测的最高裂解温度至少高于400℃。
7.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，较靠近于所述多孔基底层的外表面的所述纤维的表面粗糙度大于较远离于所述多孔基底层的所述外表面的所述纤维的表面粗糙度。
8.一种金属离子电池，其特征在于，所述金属离子电池包括：
一正极；
一负极；以及
如权利要求1～7中任一项所述的隔离膜中的任一种，其设置在所述正极与所述负极之间。
9.根据权利要求8所述的金属离子电池，其特征在于，所述金属离子电池为锂离子电池、镁离子电池、铝离子电池、锂硫电池或钠离子电池。
10.一种金属离子电池的隔离膜的制造方法，其特征在于，所述金属离子电池的隔离膜的制造方法包括：
提供一多孔基底层，其具有相互交织的多条纤维，其中，所述多孔基底层被区分为一外侧区与一中间区；以及
利用原子层沉积工艺对所述多孔基底层执行一陶瓷化处理，以使一陶瓷材料分布在所述多孔基底层的所述外侧区与所述中间区，并沉积在多条所述纤维的表面。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在执行所述陶瓷化处理之前，对所述多孔基底层执行一表面改质处理。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，在执行所述表面改质处理的步骤中，施加一氧电浆或一氧气/氩气混合电浆于所述多孔基底层，以在多条所述纤维的表面形成含氧官能团。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，在执行所述表面改质处理的步骤中，在一臭氧气氛下对所述多孔基底层照射紫外光，以在多条所述纤维的表面形成含氧官能团。
14.根据权利要求12或13所述的制造方法，其特征在于，所述含氧官能团包括羟基(-COH)、羧基(-COOH)以及羰基(-C＝O)的至少其中一种。
15.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，较靠近于所述多孔基底层的外表面的所述纤维的表面粗糙度大于较远离于所述多孔基底层的所述外表面的所述纤维的表面粗糙度。
16.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述多孔基底层的材料选自于由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、玻璃纤维及其任意组合所组成的群组中的至少一种。
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