CN116417758B - 隔膜及电化学装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，公开了一种隔膜及电化学装置,所述隔膜包括基材层、第一物质层和第一粘结层。第一粘结层设有第一单向槽，第一单向槽的一端设有第一封堵部，第一单向槽自第一封堵部朝远离第一封堵部的方向延伸。通过在第一粘结层上设置第一单向槽，可以使得当位于隔膜两侧的正极极片和负极极片在发生膨胀时，膨胀的气体能够从第一单向槽处快速排出，以达到快速泄压的作用。而在第一单向槽的一端设置第一封堵部，可以使得膨胀的气体统一沿一个方向快速排出，以提高膨胀气体排出时的压力，使得膨胀气体更加容易冲开包装件上的泄压结构。

Description

隔膜及电化学装置

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，特别是涉及一种隔膜及电化学装置。

背景技术

当前的锂离子电池大多分为硬壳与软包两种。相较于硬壳电池，软包电池具有包装薄，形状可定制，能量密度高等优点，因此被广泛使用。但是由于软包电池外壳是使用聚丙烯、铝箔等物质制作而成，其安全可靠性测试一直受到业界关注。尤其是软包电池在跌落、内短路、穿刺、冲击等工况下，电池内部发生热失控，产生高温高压气体，需要电池及时释放内部气体和热量，以防止进一步出现起火爆炸等。

软包电池在投入市场使用之前，需要经过严格的测试和检测以确保软包电池达到安全标准，例如需要对软包电池进行热箱测试以检验软包电池在高温下的泄压能力。现有技术是在电池的包装件上设置泄压结构来提高电池的泄压能力，例如削弱包装件的部分顶封边或者侧封边的封装强度，以使得包装件更加容易被冲开而泄压。然而，仅在包装件上设置泄压结构，只能解决电极组件外部的泄压问题，软包电池在热失控过程中，电极组件内部的高温气体朝各个方向流动，使得电极组件急剧膨胀从而导致电池直接爆炸起火，因此，及时将电极组件内部的膨胀气体排出也是软包电池顺利泄压的关键。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种隔膜及电化学装置，能够有效解决电化学装置内部的泄压问题，提升电化学装置的安全性能。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种隔膜，包括基材层、第一物质层和第一粘结层。沿基材层的厚度方向，基材层、第一物质层和第一粘结层依次层叠设置，第一粘结层设有第一单向槽，第一单向槽的一端设有第一封堵部，第一单向槽自第一封堵部朝远离第一封堵部的方向延伸至第一粘结层的边缘，并在第一粘结层的边缘形成第一开口。

在一些实施例中，第一单向槽的延伸中心线与基材层的长度方向之间的夹角R1满足：0°≤R1≤90°。

在一些实施例中，沿垂直于第一单向槽的延伸中心线的方向，第一单向槽的宽度K1满足：5um≤K1≤10um；沿基材层的厚度方向，第一单向槽的深度H1满足：2um≤H1≤8um。

在一些实施例中，第一单向槽的宽度K1满足：7.5um≤K1≤8.5um；第一单向槽的深度H1满足：2um≤H1≤5um。

在一些实施例中，沿第一单向槽延伸的方向，第一封堵部的长度L1满足：3mm≤L1≤6mm。

在一些实施例中，第一单向槽的数量为多个，多个第一单向槽沿第一方向间隔设置，其中，第一方向与第一单向槽的延伸中心线垂直。

在一些实施例中，沿第一方向，相邻两个第一单向槽之间的距离L2满足：1mm≤L2≤2mm。

在一些实施例中，第一单向槽具有拐点。

在一些实施例中，第一物质层设有第一凹槽，第一粘结层设置于第一物质层表面，第一粘结层在第一凹槽处形成第一单向槽。

在一些实施例中，第一凹槽满足下列条件的至少一者：（1）第一凹槽的延伸中心线与基材层在长度方向之间的夹角R2满足：0°≤R2≤90°；（2）沿垂直于第一凹槽的延伸中心线的方向，第一凹槽的宽度K2满足：5um≤K2≤10um；（3）沿基材层的厚度方向，第一凹槽的深度H2满足：2um≤H2≤5um。

在一些实施例中，隔膜还包括第二粘结层，第二粘结层设置于基材层背离第一粘结层的一侧，第二粘结层设有第二单向槽，第二单向槽的一端设有第二封堵部，第二单向槽自第二封堵部朝远离第二封堵部的方向延伸至第二粘结层的边缘，并在第二粘结层的边缘形成第二开口。

在一些实施例中，隔膜还包括第二物质层，第二物质层设置于基材层与第二粘结层之间。

在一些实施例中，第二物质层设有第二凹槽，第二粘结层在第二凹槽处形成第二单向槽。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电化学装置，包括电极组件和包装件，包装件设有收容腔和封装区，电极组件设置于收容腔内，封装区用于将收容腔密封；电极组件包括正极极片、负极极片以及如上述的隔膜，隔膜设置于正极极片和负极极片之间；包装件还设有泄压部，隔膜中至少部分第一开口的位置与泄压部的位置相对应。

在一些实施例中，电化学装置还包括密封件和极耳，极耳的一端与电极组件连接，极耳的另一端从收容腔内经过封装区穿出至包装件外，密封件设置于极耳与包装件之间，泄压部设置于封装区内。

本申请隔膜包括基材层、第一物质层和第一粘结层。第一粘结层设有第一单向槽，第一单向槽的一端设有第一封堵部，第一单向槽自第一封堵部朝远离第一封堵部的方向延伸至第一粘结层的边缘，并在第一粘结层的边缘形成第一开口。通过在第一粘结层上设置第一单向槽，第一，可以使得当位于隔膜两侧的正极极片和负极极片在发生膨胀时，膨胀的气体能够从第一单向槽处快速排出，以达到快速泄压的作用。第二，在第一单向槽的一端设置第一封堵部，可以使得膨胀的气体统一沿一个方向快速排出，以提高膨胀气体排出时的压力，使得膨胀气体更加容易冲开包装件上的泄压结构。第三，第一单向槽可以增加隔膜与正极极片或者负极极片之间的间隙，从而使得正极极片或者负极极片与隔膜之间存储的电解液更多，可以优化正极极片或者负极极片与隔膜之间接触界面，提高电解液浸润性，提高电化学装置的倍率性能和能量密度。第四，当将第一单向槽的第一开口的位置与包装件上的泄压结构的位置对应设置时，可以使得膨胀气体直接通向包装件的泄压结构处，直接冲开泄压结构进行泄压，减少气体的运动路径，提高泄压效率和泄压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本申请实施例隔膜的示意图；

图2是图1中第一实施例隔膜的沿A-A的剖视图；

图3是本申请实施例隔膜中第一单向槽竖直延伸的示意图；

图4是本申请实施例隔膜中第一单向槽水平延伸的示意图；

图5是本申请实施例隔膜中第一单向槽倾斜延伸的示意图；

图6是本申请实施例隔膜中第一单向槽具有拐点的示意图；

图7是图1中第二实施例隔膜的沿A-A的剖视图；

图8是图1中第三实施例隔膜的沿A-A的剖视图；

图9是图1中第四实施例隔膜的沿A-A的剖视图；

图10是本申请一实施例电化学装置的示意图；

图11是本申请另一实施例电化学装置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，隔膜100包括基材层10、第一物质层20和第一粘结层30。本申请中定义方向X为基材层10的长度方向X，方向Y为基材层10的宽度方向Y，方向Z为基材层10的厚度方向Z。沿基材层10的厚度方向Z，基材层10、第一物质层20和第一粘结层30依次层叠设置。第一粘结层30设有第一单向槽31，第一单向槽31的一端设有第一封堵部32，第一单向槽31自第一封堵部32朝远离第一封堵部32的方向延伸至第一粘结层30的边缘，在第一粘结层30的边缘形成有第一开口33。通过在第一粘结层30上设置第一单向槽31，可以使得当位于隔膜100两侧的正极极片和负极极片在发生膨胀时，膨胀的气体能够从第一单向槽31处快速排出，以达到快速泄压的作用。而在第一单向槽31的一端设置第一封堵部32，可以使得膨胀的气体统一沿一个方向快速排出，以提高膨胀气体排出时的压力，使得膨胀气体更加容易冲开包装件上的泄压结构，同时第一单向槽31可以提高电解液在隔膜与正极极片之间或者隔膜与负极极片之间的浸润性，极大提高电化学装置的倍率性能。

可以理解的是，在一些实施例中，第一物质层20可以为由三氧化二铝、勃姆石等材料制成的陶瓷层，第一粘结层30可以为由聚偏氟乙烯等材料制成的粘结层。第一封堵部32可以与第一粘结层30一体成型制造，第一封堵部32也可以是经过二次加工形成。

请参阅图2和图3，其中图3中的虚线箭头表示膨胀气体在第一单向槽31内的运动方向。沿垂直于第一单向槽31的延伸中心线M的方向，第一单向槽31的宽度K1满足：5um≤K1≤10um。第一单向槽31的宽度需要设置在合理的范围内，若第一单向槽31的宽度过大，则隔膜的有效粘结面积变小，无法对正极极片或者负极极片上的活性物质层进行有效的粘结和支撑作用，容易造成界面问题；若第一单向槽31的宽度过小，则导致膨胀气体通道较窄，无法完成快速泄压的作用，甚至在隔膜与正极极片或者负极极片叠置或者卷绕的过程中，宽度过小的第一单向槽31受到挤压而封闭堵塞，起不到排出膨胀气体的作用。在一些实施例中，第一单向槽31的宽度K1满足：7.5um≤K1≤8.5um。值得说明的是，本申请中所述的第一单向槽的宽度均为槽在第一粘结层30上表面的平均宽度，即对一个第一单向槽31的不同部位进行多次测量（至少三次）的平均值。

同理，为保证第一单向槽31对膨胀气体的泄压效果，沿基材层10的厚度方向Z，第一单向槽31的深度H1满足：2um≤H1≤8um。在一些实施例中，第一单向槽31的深度H1满足：2um≤H1≤5um。

请参阅图3至图5，其中图5中的虚线箭头表示膨胀气体在第一单向槽31内的运动方向。第一单向槽31的延伸中心线M与基材层10的长度方向X之间的夹角R1满足：0°≤R1≤90°。当夹角R1为0°时，第一单向槽31在图3中呈竖直方向延伸；当夹角R1为90°时，第一单向槽31在图4中呈水平方向延伸。

可以理解的是，当电化学装置中包装件的的泄压结构设置在顶封区或者尾封区，或者电化学装置中的正极极片、负极极片和隔膜100沿基材层的宽度方向Y卷绕设置时，可以对应将第一单向槽31设置成沿基材层10的长度方向X延伸，以确保膨胀的气体能够快速排出并且突破包装件上的泄压结构。当电化学装置中包装件的泄压结构设置在侧封区，或者电化学装置中的正极极片、负极极片和隔膜100叠片设置时，可以对应将第一单向槽31设置成沿基材层10的宽度方向Y延伸，以确保膨胀的气体能够快速排出并且突破包装件上的泄压结构。

请参阅图3，在一些实施例中，为了保证膨胀的气体全部从第一单向槽31的另一端冲出，位于第一单向槽31一端的第一封堵部32需要具备能够承受较大的冲击力的能力。沿第一单向槽31延伸的方向，第一封堵部32的长度L1应当在3mm以上，作为一种实施例，第一封堵部32的长度L1满足：3mm≤L1≤6mm。

请参阅图3至图5，为了提升隔膜100的泄压能力，第一粘结层30可以设置多个第一单向槽31，多个第一单向槽31沿第一方向依次排布，并且相邻两个第一单向槽31之间平行设置。其中，第一方向与第一单向槽31的延伸中心线M垂直。当正极极片和负极极片产生膨胀气体时，膨胀气体可以分别从多个第一单向槽31进行泄压，进而缩短泄压时间，提升隔膜100的泄压效率。可以理解的是，多个第一单向槽31的延伸方向可以相同，即每个第一单向槽31中的第一封堵部32均位于第一粘结层30的同一侧，如图1和图4所示。当然，多个第一单向槽31的延伸方向也可以不相同，即每个第一单向槽31中的第一封堵部32分别位于第一粘结层30的两侧，如图3所示。

通过在第一粘结层30上设置至少一个以上的第一单向槽31，一方面可以使得当靠近第一粘结层30的正极极片或者负极极片产生膨胀气体时，膨胀气体可以从第一单向槽31及时排出，快速进行泄压，防止电化学装置爆炸；另一方面，可以增加隔膜100与正极极片或者负极极片之间的间隙，即在电化学装置正常的工况下，第一单向槽31可以存储电解液，从而使得正极极片或者负极极片与隔膜100之间的电解液更多，可以优化正极极片或者负极极片与隔膜100之间接触界面，提高电解液浸润性，提高电化学装置的倍率性能和能量密度。

请参阅图3，在一些实施例中，为了便于在第一粘结层30上制造出多个第一单向槽31，相邻两个第一单向槽31之间的距离可以保持一致，以提高隔膜100的生产效率。沿第一方向，相邻两个第一单向槽31之间的距离L2满足：1mm≤L2≤2mm。当然，在其他实施例中，相邻两个第一单向槽31之间的距离也可以不一致。

第一单向槽31的延伸中心线与基材层10的长度方向X之间的夹角R1在0°与90°之间，即在图5所示中，第一单向槽31除了呈竖直延伸设置和水平延伸设置以外，第一单向槽31还可以呈倾斜延伸设置。可以理解的是，在相同面积下的第一粘结层30设置相同数量的第一单向槽31时，相较于呈竖直延伸设置和水平延伸设置方式，将第一单向槽31呈倾斜设置的方式可以增加第一单向槽31的延伸长度，一方面可以为正极极片和/或者负极极片上与第一单向槽31的位置对应的活性材料提供更多的散热空间，另一方面可以收集更多的膨胀气体，从而增加膨胀气体冲出第一单向槽31时的压力，更加有利于冲开包装件上的泄压结构。

在一些实施例中，第一单向槽31可以呈直线延伸，如图5所示。第一单向槽31也可以具有拐点N，如图6所示，其中，第一单向槽31的拐点N是指改变第一单向槽31延伸方向的点。图6中的虚线箭头表示膨胀气体在第一单向槽31内的运动方向。通过在第一单向槽31上设置拐点N，可以进一步增加第一单向槽31的延伸长度，有利于膨胀气体的泄压。可以理解的是，第一单向槽31上的拐点N的数量可以为一个，也可以是两个或者多个。

在一些实施例中，如图2所示，基材层10和第一物质层20均为平直层，仅在第一粘结层30设置有第一单向槽31。在其他的实施例中，如图7所示，第一物质层20靠近第一粘结层30的一侧设有第一凹槽21，第一粘结层30在第一凹槽21处形成有上述的第一单向槽31。可以理解的是，第一凹槽21可以两端均连通外界，也可以仅有一端连通外界，只需最后形成的第一单向槽31为仅有一端与外界连通即可。

第一凹槽21满足下列条件的至少一者：（1）第一凹槽21的延伸中心线与基材层10在长度方向X之间的夹角R2（图未标示）满足：0°≤R2≤90°；（2）沿垂直于第一凹槽21的延伸中心线的方向，第一凹槽21的宽度K2满足：5um≤K2≤10um；（3）沿基材层10的厚度方向Z，第一凹槽21的深度H2满足：2um≤H2≤5um。

请参阅图8，隔膜100还包括第二粘结层40，第二粘结层40设置在基材层10背离第一粘结层30的一侧，即第一粘结层30和第二粘结层40分别位于基材层10的两侧。第二粘结层40设有第二单向槽41，第二单向槽41的一端设有第二封堵部（图未示），第二单向槽41自第二封堵部朝远离第二封堵部的方向延伸。通过在基材层10的一侧设有第一粘结层30和第一单向槽31，另一侧设有第二粘结层40和第二单向槽41时，可以使得位于隔膜100两侧的正极极片和负极极片均可以快速对膨胀气体进行泄压，进一步提高泄压效率。

第二单向槽41和第一单向槽31的作用均为将正极极片或者负极极片上膨胀的气体快速泄压，因此，对于第二单向槽41在第二粘结层40上的设置方式和结构特征可参阅第一单向槽31在第一粘结层30上的设置方式和结构特征，此处不再赘述。

请参阅图9，隔膜100还包括第二物质层50，第二物质层50设置在基材层10与第二粘结层40之间，即在图9中所示，沿基材层10的厚度方向Z，从上至下依次为第一粘结层30、第一物质层20、基材层10、第二物质层50以及第二粘结层40。通过在基材层10与第二粘结层40之间设置第二物质层50可以增强隔膜100的强度，同时用于支撑第二粘结层40。

可以理解的是，在一些实施例中，第二物质层50可以为由三氧化二铝、勃姆石等材料制成的陶瓷层，第二粘结层40可以为由聚偏氟乙烯等材料制成的粘结层。第二封堵部可以与第二粘结层40一体成型制造，第二封堵部也可以是经过二次加工形成。

在一些实施例中，基材层10和第二物质层50均为平直层，仅在第二粘结层40设置有第二单向槽41。在其他的实施例中，如图9所示，第二物质层50靠近第二粘结层40的一侧设有第二凹槽51，第二粘结层40在第二凹槽51处形成有上述的第二单向槽41。可以理解的是，第二凹槽51可以两端均连通外界，也可以仅有一端连通外界，只需最后形成的第二单向槽41为仅有一端与外界连通即可。

本申请还提供电化学装置200实施例，请参阅图10，电化学装置200包括电极组件201和包装件202，包装件202设有收容腔2021和封装区2022，电极组件201设置在收容腔2021内，封装区2022用于将收容腔2021密封。电极组件201包括正极极片、负极极片以及上述的隔膜100，隔膜100设置在正极极片和负极极片之间，以防止正极极片和负极极片直接接触导致电化学装置200短路。其中，正极极片、隔膜100和负极极片可以为层叠设置形成叠片结构，也可以是层叠之后卷绕形成卷绕结构。包装件202还设有泄压部2023，隔膜中的至少部分第一开口33的位置与泄压部2023在包装件202上的位置相对应，以使得从第一单向槽31排出的膨胀气体能够直接冲开包装件202上的泄压部2023，缩短膨胀气体在收容腔2021内运动至泄压部2023的路程，大大降低电化学装置200膨胀爆炸起火的概率，提升电化学装置200的热箱通过率。

在一些实施例中，电化学装置200还包括密封件和极耳，极耳的一端与电极组件201连接，极耳的另一端从收容腔2021内经过封装区2022穿出至包装件202外，密封件设置于极耳与包装件202之间，以密封极耳与包装件202在封装区2022处的间隙。具体地，如图10所示，极耳包括正极耳203和负极耳204，正极耳203与正极极片电连接，负极耳204与负极极片电连接。封装区2022位于包装件202的顶部，正极耳203和负极耳204均从包装件202顶部的封装区2022穿出。密封件包括正极耳胶205和负极耳胶206，正极耳胶205位于正极耳203与封装区2022之间，负极耳胶206位于负极耳204与封装区2022之间。其中，泄压部2023位于包装件202的顶部的封装区2022，第一单向槽31的第一开口33与泄压部2023对应，膨胀气体从包装件202的顶部泄压。

请参阅图11，当然，在其他的实施例中，当包装件202上的泄压部2023位于包装件202的侧部或者尾部时，第一单向槽31的第一开口33的位置仍然与泄压部2023的位置对应，膨胀气体从包装件202的侧部或者尾部进行泄压。

在更多的实施例中，还可以是正极耳203和负极耳204分别从包装件202的相对两端伸出（如图11所示）。本申请中不对极耳、封装区2022、泄压部2023分别在包装件202上不同的位置及其对应关系进行一一列举，值得说明的是，在各个实施例中，保持第一单向槽31的第一开口33的位置尽可能靠近包装件202的泄压部2023的位置，或者二者的位置相对应，是有效提高电化学装置200泄压能力的关键。

本申请实施例隔膜100包括基材层10、第一物质层20和第一粘结层30。沿基材层10的厚度方向Z，基材层10、第一物质层20和第一粘结层30依次层叠设置。第一粘结层30设有第一单向槽31，第一单向槽31的一端设有第一封堵部32，第一单向槽31自第一封堵部32朝远离第一封堵部32的方向延伸至第一粘结层30的边缘，并在第一粘结层30的边缘形成第一开口33。通过在第一粘结层30上设置第一单向槽31，第一方面，可以使得当位于隔膜100两侧的正极极片和负极极片在发生膨胀时，膨胀的气体能够从第一单向槽31处快速排出，以达到快速泄压的作用。另外，通过将气体及时排出还可以有助于隔膜100两侧的正极极片或者负极极片能够更好的散热，避免热量聚积。第二方面，在第一单向槽31的一端设置第一封堵部32，可以使得膨胀的气体统一沿一个方向快速排出，以提高膨胀气体排出时的压力，使得膨胀气体更加容易冲开包装件202上的泄压结构。第三方面，第一单向槽31可以增加隔膜100与正极极片或者负极极片之间的间隙，从而使得正极极片或者负极极片与隔膜之间存储的电解液更多，可以优化正极极片或者负极极片与隔膜之间接触界面，提高电解液浸润性，提高电化学装置200的倍率性能和能量密度。第四方面，当将第一单向槽31的第一开口33的位置与包装件202上的泄压部2023的位置对应设置时，可以使得膨胀气体直接通向包装件202的泄压部2023处，直接冲开泄压部2023进行泄压，减少气体的运动路径，提高泄压效率和泄压能力。

下面结合具体的实施例说明锂离子电池的制备，本领域的技术人员将理解，本申请中描述的制备方法仅是实例，其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内，另外，下列实施例中对正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及锂离子电池的制备过程中关键的参数进行说明，其他未进行说明的参数可以参考已知技术中合适的参数示例。

实施例1

(1)正极极片制备：

将正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、导电剂Super P、粘结剂聚偏二氟乙烯按照重量比97.8:1:1.2进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得正极浆料，其中正极浆料的固含量为77wt％；将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上；将铝箔在85℃下烘干，然后经过冷压、切边、裁片、分条后，在85℃的真空条件下干燥4h，得到正极极片。

(2)负极极片制备：

将负极材料人造石墨、导电剂Super P、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照重量比97.7:1:0.3:1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料，其中负极浆料的固含量为49wt％；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上；将铜箔在85℃下烘干，然后经过冷压、切边、裁片、分条后，在120℃的真空条件下干燥12h，得到负极极片。

(3)隔膜的制备：

将无机颗粒氧化铝和粘结剂聚丙烯腈按照质量比91:9的量加入到去离子水中混合均匀制成浆料，并使浆料的固含量为45％，然后用微凹涂布法控制浆料量将所述浆料涂布到7μm厚的多孔基材(聚乙烯)的其中一面上，经烘箱干燥后，得到具有第一物质层的隔膜。

将聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈按质量比9:1与去离子水混合均匀，并使最终浆料的固含量为10％～15％，然后将所述浆料喷涂到凹版模具表面上，使用凹版在第一物质层的表面上滚涂单面厚度4μm的涂层，经烘箱干燥后，在第一物质层上形成第一粘结层，得到最终隔膜。其中，第一粘结层上具有深度为5±0.5um、宽度为8um的第一单向槽。

(4)电解液的制备：

将锂盐LiPF₆与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：丙酸丙酯(PP)：碳酸亚乙烯酯(VC)＝20:30:20:28:2，质量比)按质量比8：92配制而成的溶液作为锂离子电池的电解液。

(5)锂离子电池的制备：

将正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠好，使隔膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件，其中第一涂层的第一区域设置在电极组件拐角处最外圈的隔膜的外侧，隔膜的外侧面向最外圈的正极极片；焊接极耳后将电极组件置于外包装箔铝塑膜中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的电极组件中，经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序，获得软包锂离子电池。

（6）预处理条件：

在20℃(±5℃)的测试温度下静置60min后，用0.7C的电流恒流放电至3.0V，静置10min。用0.5C倍率的电流恒流充电到4.5V，恒压充电到0.02C。

（7）测试条件：

感温线贴线位置紧靠电芯表面；将样品竖直放置于热箱箱体中按照5±2°C升温速度升温至所需温度并保持60min。

对比例1

锂离子电池的制备过程同实施例1，区别在于，隔膜的制备过程中直接使用常规喷涂工艺在第一物质层的表面喷涂得到第一粘结层，其中第一粘结层不具有第一单向槽。

将实施例和对比例的参数和测试结果均记录在表1中，如下：

表1

注：x/y表示将y个软包电池放入热箱内，加热到测试条件中对应的温度之后，有x个软包电池能够顺利泄压。

结论：通过在第一粘结层上设置第一单向槽，可以使得当位于隔膜两侧的正极极片和负极极片在发生膨胀时，膨胀的气体能够从第一单向槽处快速排出，以达到快速泄压的作用。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种应用于电化学装置的隔膜，其特征在于，所述隔膜包括：

基材层；

第一物质层，设置于所述基材层；

第一粘结层，设置于所述第一物质层，沿所述基材层的厚度方向，所述基材层、所述第一物质层和所述第一粘结层依次层叠设置，所述第一粘结层设有第一单向槽，所述第一单向槽的一端设有第一封堵部，所述第一单向槽自所述第一封堵部朝远离所述第一封堵部的方向延伸至所述第一粘结层的边缘，并在所述第一粘结层的边缘形成第一开口，所述第一开口用于与电化学装置中包装件的泄压部的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

所述第一单向槽的延伸中心线与所述基材层的长度方向之间的夹角R1满足：0°≤R1≤90°。

3.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

沿垂直于所述第一单向槽的延伸中心线的方向，所述第一单向槽的宽度K1满足：5um≤K1≤10um；

沿所述基材层的厚度方向，所述第一单向槽的深度H1满足：2um≤H1≤8um。

4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，

所述第一单向槽的宽度K1满足：7.5um≤K1≤8.5um；

所述第一单向槽的深度H1满足：2um≤H1≤5um。

5.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

沿所述第一单向槽延伸的方向，所述第一封堵部的长度L1满足：3mm≤L1≤6mm。

6.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

所述第一单向槽的数量为多个，多个所述第一单向槽沿第一方向间隔设置，其中，所述第一方向与所述第一单向槽的延伸中心线垂直。

7.根据权利要求6所述的隔膜，其特征在于，

沿所述第一方向，相邻两个所述第一单向槽之间的距离L2满足：1mm≤L2≤2mm。

8.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

所述第一单向槽具有拐点。

9.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

所述第一物质层设有第一凹槽，所述第一粘结层设置于所述第一物质层表面，所述第一粘结层在所述第一凹槽处形成所述第一单向槽。

10.根据权利要求9所述的隔膜，其特征在于，

所述第一凹槽满足下列条件的至少一者：

（1）所述第一凹槽的延伸中心线与所述基材层在长度方向之间的夹角R2满足：0°≤R2≤90°；

（2）沿垂直于所述第一凹槽的延伸中心线的方向，所述第一凹槽的宽度K2满足：5um≤K2≤10um；

（3）沿所述基材层的厚度方向，所述第一凹槽的深度H2满足：2um≤H2≤5um。

11.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，

所述隔膜还包括第二粘结层，所述第二粘结层设置于所述基材层背离所述第一粘结层的一侧，所述第二粘结层设有第二单向槽，所述第二单向槽的一端设有第二封堵部，所述第二单向槽自所述第二封堵部朝远离所述第二封堵部的方向延伸至所述第二粘结层的边缘，并在所述第二粘结层的边缘形成第二开口。

12.根据权利要求11所述的隔膜，其特征在于，

所述隔膜还包括第二物质层，所述第二物质层设置于所述基材层与所述第二粘结层之间。

13.根据权利要求12所述的隔膜，其特征在于，

所述第二物质层设有第二凹槽，所述第二粘结层在所述第二凹槽处形成所述第二单向槽。

14.一种电化学装置，其特征在于，包括电极组件和包装件，所述包装件设有收容腔和封装区，所述电极组件设置于所述收容腔内，所述封装区用于将所述收容腔密封；

所述电极组件包括正极极片、负极极片以及如权利要求1-13任意一项所述的隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间；

所述包装件还设有泄压部，所述隔膜中至少部分所述第一开口的位置与所述泄压部的位置相对应。

15.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括密封件和极耳，所述极耳的一端与电极组件连接，所述极耳的另一端从所述收容腔内经过所述封装区穿出至所述包装件外，所述密封件设置于所述极耳与所述包装件之间，所述泄压部设置于所述封装区内。