CN117977014A

CN117977014A - 一种二次电池和用电装置

Info

Publication number: CN117977014A
Application number: CN202410276050.6A
Authority: CN
Inventors: 要美娜
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2024-03-11
Filing date: 2024-03-11
Publication date: 2024-05-03

Abstract

本申请提供了一种二次电池和用电装置，二次电池包括卷绕结构的电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，负极极片位于第一隔膜和第二隔膜之间；第一隔膜包括第一基膜、第一粘结层和第一陶瓷涂层，第一粘结层位于第一基膜的两侧，第一陶瓷涂层位于第一基膜一侧的表面上，第一陶瓷涂层位于第一基膜和第一粘结层之间；第一陶瓷涂层中的第一陶瓷粒子包括三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅中的至少一种；第二隔膜包括第二基膜、第二粘结层和第二陶瓷涂层，第二粘结层位于第二基膜的两侧，第二陶瓷涂层位于第二基膜一侧的表面上，第二陶瓷涂层位于第二基膜和第二粘结层之间；第二陶瓷涂层中的第二陶瓷粒子包括勃姆石。

Description

一种二次电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种二次电池和用电装置。

背景技术

二次电池(如锂离子电池)具有能量密度大、循环寿命长、自放电率低和环保无污染等优点，已广泛应用于航空、航天、航海、电动汽车等领域。锂离子电池由正极极片、负极极片和隔膜等部件组成，其中隔膜的性能对锂离子电池的综合性能具有重要的作用。但是，现有的隔膜应用于锂离子电池中，往往难以兼顾锂离子电池的能量密度、循环性能和安全性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种二次电池，能够兼顾二次电池的能量密度、循环性能和安全性能，同时提供了一种使用该二次电池的用电装置。

需要说明的是，本申请的发明内容中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种二次电池，二次电池包括电极组件，电极组件为卷绕结构，电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，负极极片位于第一隔膜和第二隔膜之间；第一隔膜包括第一基膜、第一粘结层和第一陶瓷涂层，第一粘结层位于第一基膜的两侧，第一陶瓷涂层位于第一基膜一侧的表面上，第一陶瓷涂层位于第一基膜和第一粘结层之间；第一陶瓷涂层包括第一陶瓷粒子，第一陶瓷粒子包括三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅中的至少一种；第二隔膜包括第二基膜、第二粘结层和第二陶瓷涂层，第二粘结层位于第二基膜的两侧，第二陶瓷涂层位于第二基膜一侧的表面上，第二陶瓷涂层位于第二基膜和第二粘结层之间；第二陶瓷涂层包括第二陶瓷粒子，第二陶瓷粒子包括勃姆石。

现有技术中隔膜的陶瓷涂层通常为氧化物和勃姆石两种，二者对二次电池性能影响较大。氧化物涂层具有良好的润湿性和吸液、保液能力，可提升二次电池的循环性能，但氧化物硬度较大，对机器磨损较大，设备成本较高，且氧化物比重大且不具备阻燃性，对二次电池能量密度和安全性不利；相比于氧化物，勃姆石硬度低、耐热温度高、密度低、粘结性好，能够提高隔膜的耐热性、抗刺穿性，提高二次电池的安全性能和能量密度，但是勃姆石的电解液浸润性较差，不利于保液和二次电池的循环性能。本申请调控第一隔膜中第一陶瓷粒子的种类以及第二隔膜中第二陶瓷粒子的种类处于本申请范围内，使二次电池中的隔膜具有不同特性的陶瓷涂层，可以兼顾氧化物陶瓷涂层和勃姆石陶瓷涂层的优势，第一隔膜对电解液具有良好的储液能力和浸润性能，第二隔膜成本低、密度小，能够提高二次电池的能量密度，第二隔膜在高温下也具有良好的稳定性，热收缩性较小，能够降低二次电池在充放电过程中因第二隔膜收缩导致正极极片和负极极片接触而引发短路的可能性，从而使二次电池具有良好的安全性能。采用不同陶瓷涂层的第一隔膜和第二隔膜使得二次电池兼顾安全性能、循环性能、经济性和能量密度。由于勃姆石可以让第二隔膜具有更高的耐热性、抗刺穿性，因此，让第二隔膜设置在正极极片和负极极片之间可以更好的防止二次电池在高温、穿刺等工况下正负极短路，从而使二次电池具有良好的安全性能。

在本申请的一些实施方案中，负极极片包括负极集流体和位于负极集流体两侧的第一负极材料层和第二负极材料层，沿电极组件的卷绕方向，第一负极材料层的长度大于第二负极材料层的长度，第一隔膜位于负极极片的第一负极材料层一侧，第二隔膜位于负极极片的第二负极材料层一侧。氧化物陶瓷让第一隔膜具有更好的润湿性和吸液、保液能力，可以提高二次电池的循环性，第一隔膜设置于负极极片中材料层较长的第一负极材料层一侧，可以让更多的负极活性材料与较多电解液接触，进一步提高二次电池的循环性能，防止析锂。通过上述设置，能够使二次电池在兼顾能量密度和安全性能的基础上，进一步提高其循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的材料包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚酯、纤维素、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯酰胺、聚芳醚砜酮、芳纶或芳砜纶中的至少一种；第二基膜的材料包括聚烯烃，聚烯烃的聚合单体包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、环丁烯、环戊烯或环己烯中的至少一种。采用上述材料的第一基膜玻璃化温度转化较大，热稳定性较好，随着二次电池充放电过程中内部温度的上升，第一基膜具有较高的机械强度的同时保持较高的孔隙率，使得电解液流通畅通，提高了锂离子的传输速率，第一基膜稳定的空隙结构，还可以提高吸液保液能力，但是第一基膜厚度较厚。第一基膜与第一陶瓷涂层搭配，可以弥补第一陶瓷涂层耐热性较差，使得第一隔膜的在高温下的稳定性较高，并且第一基膜的高保液性与第一基膜高保液性叠加，可以进一步提高二次电池的循环性能。上述第二基膜的材料玻璃化转化温度较低，但是可以通过湿法工艺或干法工艺采用单向拉伸或双向拉伸制备得到较薄的第二基膜，弥补第一基膜较厚带来的能量密度损失。第二基膜和耐热性好、抗穿刺性好的第二陶瓷涂层配合，第二陶瓷涂层可以在高温下更好的防止第二基膜收缩或者闭孔，使得第二隔膜具有良好的安全性。

在本申请的一些实施方案中，第一陶瓷粒子的平均粒径为0.2μm至1.2μm，第二陶瓷粒子的平均粒径为0.1μm至1.0μm。将第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的平均粒径调控在上述范围内，第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子具有较高的比表面积，能提高第一隔膜和第二隔膜的储液能力和浸润性能，从而有利于使二次电池在兼顾能量密度和安全性能的基础上，进一步提高其循环性能。

在本申请的一些实施方案中，基于第一陶瓷涂层的质量，第一陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％；基于第二陶瓷涂层的质量，第二陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％。将第一陶瓷涂层中第一陶瓷粒子的质量百分含量以及第二陶瓷涂层中第二陶瓷粒子的质量百分含量调控在上述范围内，既保证了陶瓷粒子在陶瓷涂层中的含量，使得陶瓷粒子能充分发挥相应的作用，又兼顾了二次电池的能量密度和制造成本，使二次电池具有良好的循环性能、安全性能和能量密度。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，第二基膜的材料包括聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。当选用上述范围内的材料时，能更好的在兼顾能量密度的同时，改善二次电池的安全性能，提高二次电池的循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的玻璃化转变温度为80℃至100℃，第二基膜的玻璃化转变温度为25℃至50℃。当第一基膜和第二基膜玻璃化转变温度在上述范围内时，在兼顾能量密度的同时，能更好改善二次电池的安全性能，提高二次电池的循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔隙率为40％至70％，第二基膜的孔隙率为5％至50％。当第一基膜和第二基膜孔隙率在上述范围内时，在兼顾能量密度的同时，能更好改善二次电池的安全性能，提高二次电池的循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔径为80nm至700nm，第二基膜的孔径为50nm至200nm。当第一基膜和第二基膜的孔径在上述范围内时，在兼顾能量密度的同时，能更好改善二次电池的安全性能，提高二次电池的循环性能，并降低生产成本。

本申请的第二方面提供了一种用电装置，用电装置包括前述任一实施方案所述的二次电池。因此，用电装置具有良好的使用性能。

本申请的有益效果：

本申请提供了一种二次电池和用电装置，二次电池通过搭配使用不同种类且单层陶瓷涂层的第一隔膜和第二隔膜，且调控第一隔膜中第一陶瓷粒子的种类以及第二隔膜中第二陶瓷粒子的种类处于本申请范围内，使第一隔膜和第二隔膜具有较小的厚度，以减小二次电池的体积，使二次电池具有较高的能量密度。也使二次电池对电解液具有良好的储液能力和浸润性能，且第二隔膜在高温下具有良好的稳定性，热收缩性较小，能够降低二次电池在充放电过程中因第二隔膜收缩导致正极极片和负极极片接触而引发短路的可能性，从而使二次电池具有良好的安全性能。由此，能够使二次电池兼顾能量密度、循环性能和安全性能。

当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请一些实施方案的电极组件沿卷绕方向展开后的局部结构示意图；

图2为本申请另一些实施方案的电极组件沿卷绕方向展开后的局部结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电极组件沿卷绕方向展开后的局部结构示意图。

附图标记：

电极组件100；第一隔膜10；第一基膜11；第一粘结层12；第一陶瓷涂层13；第二隔膜20；第二基膜21；第二粘结层22；第二陶瓷涂层23；负极极片30；负极集流体31；第一负极材料层33；第二负极材料层34；正极极片40；正极集流体41；正极材料层42。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的具体实施方式中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。

本申请的第一方面提供了一种二次电池，二次电池包括电极组件，电极组件为卷绕结构，电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，负极极片位于第一隔膜和第二隔膜之间，正极极片位于电极组件最外层；第一隔膜包括第一基膜、第一粘结层和第一陶瓷涂层，第一粘结层位于第一基膜的两侧，第一陶瓷涂层位于第一基膜一侧的表面上，第一陶瓷涂层位于第一基膜和第一粘结层之间，在第一基膜不设有第一陶瓷涂层的一侧，第一粘结层直接设置于第一基膜的表面上。可以理解的是，第一陶瓷涂层可以位于第一基膜的任一侧，具体地，在一些实施例中，第一陶瓷涂层设置于第一基膜背离负极极片一侧的表面上；在另一些实施例中，第一陶瓷涂层设置于第一基膜靠近负极极片一侧的表面上。第一陶瓷涂层包括第一陶瓷粒子，第一陶瓷粒子包括三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅中的至少一种；第二隔膜包括第二基膜、第二粘结层和第二陶瓷涂层，第二粘结层位于第二基膜的两侧，第二陶瓷涂层位于第二基膜一侧的表面上，第二陶瓷涂层位于第二基膜和第二粘结层之间，在第二基膜不设有第二陶瓷涂层的一侧，第二粘结层直接设置于第二基膜的表面上。可以理解的是，第二陶瓷涂层可以位于第二基膜的任一侧，具体地，在一些实施例中，第二陶瓷涂层位于第二基膜背离负极极片一侧的表面上；在另一些实施例中，第二陶瓷涂层位于第二基膜靠近负极极片一侧的表面上。第二陶瓷涂层包括第二陶瓷粒子，第二陶瓷粒子包括勃姆石。

在本申请中，电极组件的结构为卷绕结构，定义电极组件的卷绕方向为W，本领域技术人员应当理解，正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜的卷绕方向与电极组件的卷绕方向相同。为便于理解电极组件中正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜的位置关系，图1示出了电极组件沿卷绕方向W展开后的局部结构示意图。如图1所示，电极组件100包括第一隔膜10、第二隔膜20、负极极片30和正极极片40，负极极片30位于第一隔膜10与第二隔膜20之间，正极极片40位于电极组件100的最外层。第一隔膜10包括第一基膜11、第一粘结层12和第一陶瓷涂层13，第一粘结层12位于第一基膜11的两侧，第一陶瓷涂层13位于第一基膜11靠近负极极片30一侧的表面上，第一陶瓷涂层13位于第一基膜11和第一粘结层12之间，在第一基膜11不设有第一陶瓷涂层13的一侧，即第一基膜11远离负极极片30一侧的表面上，第一粘结层12直接设置于第一基膜11的表面上。第二隔膜20包括第二基膜21、第二粘结层22和第二陶瓷涂层23，第二粘结层22位于第二基膜21的两侧，第二陶瓷涂层23位于第二基膜21背离负极极片30一侧的表面上，第二陶瓷涂层23位于第二基膜21和第二粘结层22之间，在第二基膜21不设有第二陶瓷涂层23一侧的表面上，即第二基膜21靠近负极极片30一侧的表面上，第二粘结层22直接设置于第二基膜21的表面上。应当理解，在一些实施例中，第一陶瓷涂层13也可以设置于第一基膜11背离负极极片30一侧的表面上；在另一些实施例中，第二陶瓷涂层23也可以设置于第二基膜21靠近负极极片30一侧的表面上。

仅在第一隔膜中第一基膜的一侧表面设置第一陶瓷涂层，在第二隔膜中第二基膜的一侧表面设置第二陶瓷涂层，能够使第一隔膜和第二隔膜具有较小的厚度，降低二次电池的体积，减少由于体积增大导致能量密度受到损失的可能性，从而提高二次电池的能量密度。

第一陶瓷粒子具有良好的润湿性和吸液、保液能力，第一陶瓷涂层中选用上述种类的第一陶瓷粒子，能够提高第一隔膜的储液能力和浸润性能，从而提高二次电池的循环性能；第二陶瓷粒子具有高耐热性、高抗刺穿性、低密度的特性，第二陶瓷涂层中选用上述种类的第二陶瓷粒子，能够减缓第二隔膜在高温下的收缩，降低二次电池充放电过程中因第二隔膜收缩导致正极极片和负极极片接触从而引发二次电池短路的可能性，提高了对第二隔膜的束缚能力，从而提高了二次电池的安全性能和能量密度。

本申请通过搭配使用不同种类且单层陶瓷涂层的第一隔膜和第二隔膜，且调控第一隔膜中第一陶瓷粒子的种类以及第二隔膜中第二陶瓷粒子的种类处于本申请范围内，使第一隔膜和第二隔膜具有较小的厚度，以减小二次电池的体积，使二次电池具有较高的能量密度。也可以兼顾第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的优势，第一隔膜对电解液具有良好的储液能力和浸润性能，第二隔膜成本低、密度小，能够提高二次电池的能量密度，且第二隔膜在高温下具有良好的稳定性，热收缩性较小，能够降低二次电池在充放电过程中因第二隔膜收缩导致正极极片和负极极片接触而引发短路的可能性，从而使二次电池具有良好的安全性能。由此，能够使二次电池兼顾能量密度、循环性能和安全性能。

在本申请的一些实施方案中，负极极片包括负极集流体和位于负极集流体两侧的第一负极材料层和第二负极材料层，沿电极组件的卷绕方向，第一负极材料层的长度大于第二负极材料层的长度，第一隔膜位于负极极片的第一负极材料层一侧，第二隔膜位于负极极片的第二负极材料层一侧。如图2所示，电极组件100包括第一隔膜10、第二隔膜20、负极极片30和正极极片40，负极极片30位于第一隔膜10与第二隔膜20之间，第二隔膜20位于正极极片40和负极极片30之间，正极极片40位于电极组件100最外层。正极极片40包括正极集流体41和设置于正极集流体41两侧的正极材料层42，负极极片30包括负极集流体31和设置于负极集流体31两侧的第一负极材料层33和第二负极材料层34，沿电极组件100的卷绕方向W，第一负极材料层33的长度L₃₃大于第二负极材料层34的长度L₃₄，第一隔膜10设置于负极极片30的第一负极材料层33一侧，也可以理解为第一隔膜10与第一负极材料层33相邻，第二隔膜20设置于负极极片30的第二负极材料层34一侧，也可以理解第二隔膜20与第二负极材料层34相邻。通过上述设置，有利于让更多的负极活性材料与较多电解液接触，降低了二次电池循环后期因电解液断桥导致负极极片电解液与负极极片之间的界面析锂的风险。这样，能够使二次电池在兼顾能量密度和安全性能的基础上，进一步提高其循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第二陶瓷涂层设置于第二基膜背离负极极片的一侧。如图1和图2所示，第二隔膜20包括第二基膜21、第二粘结层22和第二陶瓷涂层23，第二陶瓷涂层23设置于第二基膜21背离负极极片30一侧的表面上，也即第二陶瓷涂层23设置于第二基膜21靠近且面对正极极片40一侧的表面上，第二陶瓷涂层23位于第二基膜21和第二粘结层22之间，第二基膜21靠近负极极片30的一侧不设有第二陶瓷涂层23，第二粘结层22直接设置于第二基膜21靠近负极极片30一侧的表面上。正极极片中的正极活性材料颗粒存在粒径较大或较为尖锐的情况时，在生产或者使用二次电池过程中，正极活性材料颗粒可能存在挤压甚至刺破处于正极极片和负极极片之间的隔膜的可能性，造成正负极极片短路。上述设置中，通过将第二陶瓷涂层设置在第二基膜背离负极极片的一侧，也就是第二陶瓷涂层面对正极极片，由于勃姆石可以提高隔膜的抗穿刺能力，因此，其可以减少上述大粒径或较尖锐的正极活性材料颗粒刺破第二隔膜的可能性，更好地保护第二基膜，从而提高二次电池的安全性能。并且，在第二陶瓷涂层仅设置于第二基膜的一侧，能够降低第二隔膜的厚度，使二次电池的厚度得到降低，从而提高二次电池的能量密度。由此，二次电池在具有良好的循环性能的情况下，能够进一步提高其安全性能和能量密度。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的材料包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚酯、纤维素、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯酰胺、聚芳醚砜酮、芳纶或芳砜纶中的至少一种，第二基膜的材料包括聚烯烃，聚烯烃的聚合单体包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、环丁烯、环戊烯或环己烯中的至少一种。采用上述材料的第一基膜玻璃化温度转化较大，热稳定性较好，随着二次电池充放电过程中内部温度的上升，第一基膜具有较高的机械强度的同时保持较高的孔隙率，使得电解液流通畅通，提高了锂离子的传输速率，第一基膜稳定的空隙结构，还可以提高吸液保液能力，但是第一基膜厚度较厚。第一基膜与第一陶瓷涂层搭配，可以弥补第一陶瓷涂层耐热性较差，使得第一隔膜的在高温下的稳定性较高，并且第一基膜的高保液性与第一基膜高保液性叠加，可以进一步提高二次电池的循环性能。上述第二基膜的材料玻璃化转化温度较低，但是可以通过湿法工艺或干法工艺采用单向拉伸或双向拉伸制备得到较薄的第二基膜，弥补第一基膜较厚带来的能量密度损失。第二基膜和耐热性好、抗穿刺性好的第二陶瓷涂层配合，第二陶瓷涂层可以在高温下更好的防止第二基膜收缩或者闭孔，使得第二隔膜具有良好的安全性。本申请对第一基膜的材料的重均分子量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一基膜的材料的重均分子量可以为2×10⁵至1.5×10⁶。本申请对第二基膜的材料的重均分子量没有特别限制，只有能够实现本申请目的即可。例如，第二基膜的材料的重均分子量可以为2×10⁵至1.5×10⁶。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，第二基膜的材料包括聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。当选用上述种类的第一基膜和第二基膜的材料时，在二次电池中设置包括第一基膜和第二基膜的双隔膜结构，在兼顾能量密度的同时，有利于进一步改善二次电池的安全性能和循环性能。

在本申请的一些实施方案中，第一陶瓷粒子的平均粒径为0.2μm至1.2μm，第二陶瓷粒子的平均粒径为0.1μm至1.0μm。例如，第一陶瓷粒子的平均粒径为0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1.0μm、1.2μm或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，第二陶瓷粒子的平均粒径为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm或上述任两个数值范围间的任一数值。将第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的平均粒径调控在上述范围内，第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子具有较高的比表面积，能提高第一隔膜和第二隔膜的储液能力和浸润性能，从而有利于使二次电池在兼顾能量密度和安全性能的基础上，进一步提高其循环性能。

在本申请中，对第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的平均粒径的调控方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，可以通过破碎、筛分等方式实现。

在本申请的一些实施方案中，基于第一陶瓷涂层的质量，第一陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％。例如，第一陶瓷粒子的质量百分含量为10％、20％、25％、30％、36％、42％、50％或上述任两个数值范围间的任一数值。将第一陶瓷涂层中第一陶瓷粒子的质量百分含量调控在上述范围内，既保证了第一陶瓷粒子在第一陶瓷涂层中的含量，使得第一陶瓷粒子能充分发挥相应的作用，得到具有良好储液能力和浸润性能的第一隔膜，将第一隔膜应用于二次电池中，有利于使二次电池具有良好的循环性能，又兼顾了二次电池的能量密度和制造成本。

在本申请的一些实施方案中，基于第二陶瓷涂层的质量，第二陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％。例如，第二陶瓷粒子的质量百分含量为10％、20％、25％、30％、36％、42％、50％或上述任两个数值范围间的任一数值。将第二陶瓷涂层中第二陶瓷粒子的质量百分含量调控在上述范围内，既保证了第二陶瓷粒子在第二陶瓷涂层中的含量，使得第二陶瓷粒子能充分发挥相应的作用，得到具有良好热稳定性和抗刺穿性的第二隔膜，将第二隔膜应用于二次电池中，有利于使二次电池具有良好的安全性能，又兼顾了二次电池的能量密度和制造成本。

在本申请的一些实施方案中，第一陶瓷涂层还包括第一陶瓷涂层粘结剂，第二陶瓷涂层还包括第二陶瓷涂层粘结剂。本申请对第一陶瓷涂层粘结剂、第二陶瓷涂层粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一陶瓷涂层粘结剂、第二陶瓷涂层粘结剂各自独立地包括丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯或聚丙烯腈中的至少一种。本申请对第一陶瓷涂层粘结剂在第一陶瓷涂层中的含量以及第二陶瓷涂层粘结剂在第二陶瓷涂层中的含量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要能够实现本申请目的即可。例如，基于第一陶瓷涂层的质量，第一陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量为50％至90％；基于第二陶瓷涂层的质量，第二陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量为50％至90％。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的玻璃化转变温度为80℃至100℃，第二基膜的玻璃化转变温度为25℃至50℃。例如，第一基膜的玻璃化转变温度为80℃、83℃、85℃、87℃、90℃、92℃、95℃、97℃、100℃或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，第二基膜的玻璃化转变温度为25℃、27℃、30℃、32℃、35℃、37℃、40℃、42℃、45℃、47℃、50℃或上述任两个数值范围间的任一数值。当第一基膜的玻璃化转变温度和第二基膜的玻璃化转变温度在上述范围内时，在二次电池中采用第一基膜和第二基膜的双隔膜结构，在兼顾能量密度的同时，有利于改善二次电池的安全性能，提高二次电池的循环性能。

本申请对第一基膜的玻璃化转变温度、第二基膜的玻璃化转变温度的调控方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，可以通过选用不同种类的第一基膜、第二基膜进行调控。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔隙率为40％至70％，第二基膜的孔隙率为5％至50％。例如，第一基膜的孔隙率为40％、44％、49％、55％、60％、65％、70％或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，第二基膜的孔隙率为5％、10％、15％、22％、25％、32％、40％、50％或上述任两个数值范围间的任一数值。将第一基膜和第二基膜的孔隙率调控在上述范围内，第一隔膜和第二隔膜的强度较高，提高了二次电池的安全性能。二次电池在充放电传输过程中具有较好的动力学性能，同时可以吸附较多的电解液，第一隔膜和第二隔膜的浸润性能较好，有利于锂离子的传输，从而提高了二次电池的循环性能，增长了二次电池的循环寿命。

本申请对第一基膜的孔隙率和第二基膜的孔隙率的调控方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，可以选择孔隙率不同的市售第一基膜和第二基膜，并结合本申请中“第一基膜和第二基膜的孔隙率测试”的测试方法来确定第一基膜和第二基膜的孔隙率，选择所需孔隙率的第一基膜和第二基膜。

在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔径为80nm至700nm，第二基膜的孔径为50nm至200nm。例如，第一基膜的孔径为80nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm或上述任两个数值范围间的任一数值。例如，第二基膜的孔径为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、150nm、180nm、200nm或上述任两个数值范围间的任一数值。通过调控第一基膜的平均孔径和第二基膜的平均孔径在上述范围内，有利于锂离子的传输，锂离子在二次电池充放电传输过程中具有较好的动力学性能，同时可以吸附较多的电解液，第一隔膜和第二隔膜的浸润性能较好，从而提高了二次电池的循环性能。因此，二次电池在兼顾能量密度的同时，具有良好的安全性能和循环性能。

本申请对第一基膜和第二基膜的孔径的调控方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，可以选择孔径不同的市售第一基膜和第二基膜，并结合本申请中“第一基膜和第二基膜的孔径测试”的测试方法来确定第一基膜和微第二基膜的平均孔径，选择所需平均孔径的第一基膜和第二基膜。

本申请对第一基膜和第二基膜的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

本申请对第一隔膜和第二隔膜的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一隔膜的厚度为6.5μm至12.5μm，第二隔膜的厚度为4.8μm至7.5μm。

在本申请的一些实施方案中，第一粘结层包括第一粘结剂，第二粘结层包括第二粘结剂，第一粘结剂和第二粘结剂各自独立地选自聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷或聚酰亚胺中的至少一种。通过选用上述种类的第一粘结剂和第二粘结剂，有利于提高第一基膜与第一粘结层之间、第二基膜与第二粘结层之间的粘结力，提高了第一隔膜与正极极片之间和第一隔膜与负极极片之间、第二隔膜与负极极片之间的粘结力，强化了第一隔膜与正极极片之间、第一隔膜与负极极片之间，以及第二隔膜与负极极片之间的界面，有利于锂离子的传输，同时降低了第一陶瓷涂层、第二陶瓷涂层脱落的可能性，进而提高了二次电池的循环性能。由此，二次电池在兼顾能量密度的同时，具有较长的循环寿命和良好的安全性能。本申请对第一粘结剂和第二粘结剂的重均分子量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一粘结剂和第二粘结剂的重均分子量可以为1.5×10⁴到9×10⁶。

在本申请的一些实施方案中，第一粘结层还可以包括第一增稠剂，第二粘结层还可以包括第二增稠剂。基于第一粘结层的质量，第一增稠剂的质量百分含量为0.3％至6％。基于第二粘结层的质量，第二增稠剂的质量百分含量为0.3％至6％。将第一增稠剂应用于第一粘结层，第二增稠剂应用于第二粘结层中，有利于增加第一粘结层浆料和第二粘结层浆料的稳定性，防止第一粘结层浆料、第二粘结层浆料中各组分的沉降。本申请对第一增稠剂、第二增稠剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一增稠剂、第二增稠剂各自独立地选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或海藻酸钠中的至少一种。

本申请对负极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，负极集流体可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体(例如碳铜复合集流体、镍铜复合集流体、钛铜复合集流体)等。本申请的第一负极材料层和第二负极材料层各自独立地包含负极活性材料。本申请对负极活性材料的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，负极活性材料可以包含天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、SiO_x(0<x<2)、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO₂、尖晶石结构的钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂、Li-Al合金或金属锂中的至少一种。在本申请中，对负极集流体、第一负极材料层和第二负极材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，负极集流体的厚度为4μm至15μm，第一负极材料层的厚度为30μm至130μm，第二负极材料层的厚度为30μm至130μm。任选地，第一负极材料层和第二负极材料层还可以包括导电剂和粘结剂。本申请对第一负极材料层和第二负极材料层中负极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

在本申请的一些实施方案中，正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体一侧或两侧的正极材料层。本申请对正极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，正极集流体可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体(例如铝碳复合集流体)等。本申请的正极材料层包含正极活性材料，本申请对正极活性材料的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，正极活性材料可以包含镍钴锰酸锂(NCM811、NCM622、NCM523、NCM111)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂、磷酸锰铁锂或钛酸锂等中的至少一种。在本申请中，正极活性材料还可以包含非金属元素，例如非金属元素包括但不限于氟、磷、硼、氯、硅或硫中的至少一种。在本申请中，对正极集流体和正极材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，正极集流体的厚度为9μm至15μm，单面正极材料层的厚度为30μm至120μm。在本申请中，正极材料层还可以包括导电剂和粘结剂。本申请对正极材料层中的导电剂和粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。本申请对正极材料层中正极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请目的即可。

本申请对正极材料层、第一负极材料层和第二负极材料层中导电剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，导电剂可以包括但不限于导电炭黑(SuperP)、碳纳米管(CNTs)、碳纤维、鳞片石墨、科琴黑、石墨烯、金属材料或导电聚合物中的至少一种。上述碳纳米管可以包括但不限于单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。上述碳纤维可以包括但不限于气相生长碳纤维(VGCF)和/或纳米碳纤维。上述金属材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、镍、铝或银中的至少一种。上述导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。本申请对正极材料层、第一负极材料层和第二负极材料层中粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，粘结剂可以包括但不限于聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。正极材料层、第一负极材料层和第二负极材料层中导电剂和粘结剂的种类可以相同或不同。

在本申请的一些实施方案中，本申请的二次电池还包括电解液和包装袋，电极组件和电解液容纳于包装袋中。本申请对电解液和包装袋没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况选用本领域公知的电解液和包装袋，只要能够实现本申请目的即可。

本申请对第一隔膜的制备方法没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一隔膜的制备方法包括但不限于以下步骤：(1)将第一粘结层的材料和第一增稠剂混合均匀，得到第一粘结层浆料；(2)将第一陶瓷粒子和第一陶瓷涂层粘结剂混合均匀，得到第一陶瓷涂层浆料；(3)在第一基膜的一个表面上涂布第一陶瓷涂层浆料，烘干后，在第一基膜的一个表面上形成第一陶瓷涂层，将第一粘结层浆料涂布于第一陶瓷涂层远离第一基膜的表面上，烘干后，得到单面涂布第一陶瓷涂层和第一粘结层的第一隔膜；(4)在第一基膜的另一个表面上只涂布第一粘结层浆料，烘干后制得第一隔膜。

本申请对第二隔膜的制备方法没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第二隔膜的制备方法包括但不限于以下步骤：(1)将第二粘结剂和第二增稠剂混合均匀，得到第二粘结层浆料；(2)将第二陶瓷粒子和第二陶瓷涂层粘结剂混合均匀，得到第二陶瓷涂层浆料；(3)在第二基膜的一个表面上涂布第二陶瓷涂层浆料，烘干后，在第二基膜的一个表面上形成第二陶瓷涂层，将第二粘结层浆料涂布于第二陶瓷涂层远离第二基膜的表面上，烘干后，得到单面涂布第二陶瓷涂层和第二粘结层的第二隔膜；(4)在第二基膜的另一个表面上只涂布第二粘结层浆料，烘干后制得第二隔膜。

本申请的二次电池没有特别限制，其可以包括发生电化学反应的任何装置。在本申请的一种实施方案中，二次电池可以包括但不限于：锂离子二次电池(锂离子电池)、钠离子二次电池(钠离子电池)、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。

本申请对二次电池的制备方法没有特别限制，可以选用本领域公知的制备方法，只要能够实现本申请目的即可。例如，二次电池的制备方法包括但不限于如下步骤：将正极极片、第二隔膜、负极极片、第一隔膜按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到二次电池。

本申请的用电装置没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何用电装置。例如，用电装置可以包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器。

实施例

以下，举出实施例及对比例来对本申请的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。

测试方法和设备：

第一隔膜和第二隔膜取样方法：

将被测实施例和对比例中的锂离子电池进行拆解，取出第一隔膜和第二隔膜，碳酸二甲酯(DMC)浸泡20min去除电解液残留，之后将第一隔膜、第二隔膜放于烘箱内，60℃烘干12h，得到第一隔膜样品和第二隔膜样品。以下第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的平均粒径测试采用上述方法取样。

第一基膜和第二基膜的取样方法：

将得到的第一隔膜和第二隔膜分别放入容器，加入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，放入带加热功能的超声仪器中进行超声，温度控制在45℃，超声3h。当第一隔膜和第二隔膜变为全部透明后取出，获得第一基膜和第二基膜。以下第一基膜和第二基膜的玻璃化转变温度、孔隙率、孔径的测试中均采用上述方法获取第一基膜和第二基膜。

第一陶瓷粒子和第二陶瓷粒子的平均粒径测试：

通过氩离子抛光制备第一隔膜或第二隔膜沿厚度方向的截面，通过扫描电镜(SEM)分别观测第一隔膜或第二隔膜的截面，分别测量10个第一陶瓷粒子或10个第二陶瓷粒子的等效直径(即将截面不规则的某一颗粒换算成等面积的圆，该圆的直径)，各自求平均值，得到第一陶瓷粒子的平均粒径或第二陶瓷粒子的平均粒径。

第一基膜和第二基膜的玻璃化转变温度测试：

采用差示扫描量热仪(DSC)对第一基膜和第二基膜的玻璃化转变温度进行测试，具体步骤如下：

用模具分别对第一基膜和第二基膜进行冲切制备样品(本领域技术人员可以根据测试对象尺寸、形状、测试设备要求等因素，选择本领域常见尺寸和形状的模具)，将制备得到的样品用自封袋密封包装，避免污染，测试时将样品取出放入坩埚中，将坩埚置于炉体中，以5℃/min的升温速率从-100℃升温至800℃，通过程序控制温度的变化，在温度变化的同时，测量试样和参比物的功率差(热流率)与温度的关系，进而得到测试样品的熔点、结晶度、结晶温度等信息，通过DSC曲线得到测试样品的玻璃化转变温度。

第一基膜和第二基膜的孔隙率测试：

采用气体置换法测试，用模具分别对第一基膜和第二基膜进行冲切制备样品(本领域技术人员可以根据测试对象尺寸、形状、测试设备要求等因素，选择本领域常见尺寸和形状的模具)，采用真密度测试仪测得样品的真体积V₀，样品的表观体积V可以通过测量样品的面积和厚度计算得到，则样品孔体积占总面积的百分比P＝(V-V₀)/V×100％，即分别得到第一基膜或第二基膜的孔隙率。

第一基膜和第二基膜的孔径测试：

具体步骤如下：

①用无水乙醇将待测基膜孔道完全润湿填满，因毛细现象使得孔道内形成正压；

②将基膜放入密闭槽中，用气体压力加压将液体由毛细孔道内挤出；

③根据在单一孔道中的液体完全由毛细孔道内挤出时所施压力ΔP与孔道直径d的相对关系，依照Laplace方程可得隔膜孔径，Laplace方程如下式所示：

d＝-4γcosθ/ΔP×100％

式中，d为孔道直径(孔径)，ΔP为压力，γ为无水乙醇表面张力，θ为隔膜和无水乙醇的接触角。不同压力时隔膜中的液体会被陆续挤出并产生一定的气体穿透流量，可根据压力和流量变化的关系来计算孔径大小及孔径分布。

锂离子电池厚度的测试：

通过增减砝码将测试压力调整为600g；将3mm的量块放到载物平台，按两侧白色按钮，面板压力间隙电池测厚仪(PPG电池测厚仪)自动将量块送入并测试，依次测试任意9个点，校验公差为±0.02mm，在规格内方可使用；单手拿锂离子电池，条码面朝上放置在载物台上，先扫描条码，然后按两侧白色按钮仪器自动将锂离子电池送入并测试，记录测试结果，即为锂离子电池厚度。

以锂离子电池的厚度表征锂离子电池的能量密度，锂离子电池在相同体积下，厚度越大表示能量密度越小。

高温热箱的测试：

在25℃的条件下，将以2C恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.02C后的锂离子电池放入循环空气对流、温度25℃、湿度80％的试验箱中，静置5min后将试验箱以5℃/min的速率升温至130℃，保持130℃不变，10min后停止试验，检查锂离子电池是否起火或爆炸。不起火不爆炸即为通过。各实施例和对比例分别测试10颗电池。130℃下热箱测试通过率＝130℃下热箱测试通过数/10。

在25℃的条件下，将以2C恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.02C后的锂离子电池放入循环空气对流、温度25℃、湿度80％的试验箱中，静置5min后将试验箱以5℃/min的速率升温至132℃，保持132℃不变，10min后停止试验，检查锂离子电池是否起火或爆炸。不起火不爆炸即为通过。各实施例和对比例分别测试10颗电池。132℃下热箱测试通过率＝132℃下热箱测试通过数/10。

以热箱测试通过率表征锂离子电池的安全性能，热箱测试通过率越高，表示锂离子电池的安全性能越好。

循环性能的测试：

在25℃的条件下，将锂离子电池以2C恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.02C，静置5min后，再用0.7C恒流放电至3.0V，此时为首圈循环，记录放电容量。按照上述过程使锂离子电池进行充放电循环，循环至1000圈(cls)时，停止测试，计算容量保持率，作为评价锂离子电池循环性能的指标。

容量保持率(％)＝(循环1000cls后的放电容量/首圈放电容量)×100％。

容量保持率越高，表示锂离子电池的循环性能越好。

实施例1-1

<第一隔膜的制备>

采用厚度为12μm，玻璃化转变温度Tg₁为90℃的第一基膜，第一基膜的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，第一基膜的孔隙率为55％，第一基膜的孔径为300nm(厂商：杜邦，牌号：FR543)。

将聚偏二氟乙烯(PVDF，Mw＝8.5×10⁶)和增稠剂羧甲基纤维素钠(Mw＝8×10⁵)按照质量比98.0:2.0混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀后形成固含量为75wt％的第一粘结层浆料。

将第一陶瓷粒子三氧化二铝(Al₂O₃)和第一陶瓷涂层粘结剂丁苯橡胶(Mw＝7×10⁶)混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀后形成固含量为30wt％的第一陶瓷涂层浆料。

在第一基膜的一个表面上涂布第一陶瓷涂层浆料，60℃下烘干后，在第一基膜的一个表面上形成第一陶瓷涂层，将第一粘结层浆料涂布于第一陶瓷涂层远离第一基膜的表面上，60℃下烘干后，得到单面涂布第一陶瓷涂层和第一粘结层的第一隔膜；之后，在第一基膜的另一个表面上涂布第一粘结层浆料，60℃下烘干后，即得到第一隔膜。其中，第一粘结层的涂布重量为1mg/cm²，第一陶瓷涂层的涂布重量为10mg/mm²，第一陶瓷粒子的平均粒径为1μm。基于第一陶瓷涂层的质量，第一陶瓷粒子的质量百分含量为W₁₁＝30％，第一陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量为W₁₂＝70％。第一陶瓷涂层厚度为2.2μm，第一粘结层厚度为1.3μm。

<第二隔膜的制备>

采用厚度为7μm，玻璃化转变温度Tg₂为40℃的第二基膜，第二基膜的材料为聚丙烯与聚乙烯，其中，聚丙烯与聚乙烯质量比为1:1，第二基膜的孔隙率为18％，第二基膜的孔径为100nm(厂商：Celgard，牌号：2325)。

将聚偏二氟乙烯(PVDF，Mw＝8.5×10⁶)和增稠剂羧甲基纤维素钠(Mw＝8×10⁵)按照质量比98.0:2.0混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀后形成固含量为75wt％的第二粘结层浆料。

将第二陶瓷粒子勃姆石(γ-AlOOH)和第二陶瓷涂层粘结剂丁苯橡胶(Mw＝7×10⁶)混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀后形成固含量为40wt％的第二陶瓷涂层浆料。

在第二基膜的一个表面上涂布第二陶瓷涂层浆料，60℃下烘干后，在第二基膜的一个表面上形成第二陶瓷涂层，将第二粘结层浆料涂布于第一陶瓷涂层远离第一基膜的表面上，60℃下烘干后，得到单面涂布第二陶瓷涂层和第二粘结层的第二隔膜；之后，在第二基膜的另一个表面上涂布第二粘结层浆料，60℃下烘干后，得到第二隔膜。其中，第二粘结层的涂布重量为0.6mg/cm²，第二陶瓷涂层的涂布重量CW₂为10mg/cm²，第二陶瓷粒子的平均粒径为0.5μm。基于第二陶瓷涂层的质量，第二陶瓷粒子的质量百分含量为W₂₁＝30％，第二陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量为W₂₂＝70％。第二陶瓷涂层厚度为2.0μm，第一粘结层厚度为1.0μm。

<负极极片的制备>

将负极活性材料人造石墨、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠以质量比98.0:1.0:1.0进行混合，然后加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀后得到固含量为70wt％的第一负极浆料。同时，第一负极浆料也作为第二负极浆料使用。将第一负极浆料涂布在厚度为6μm的负极集流体铜箔的一个表面上，90℃条件下进行烘干，形成厚度为50μm的第一负极材料层。将第二负极浆料涂覆在负极集流体铜箔的另一个表面上，90℃条件下烘干后，形成厚度为50μm的第二负极材料层，即得到厚度为106μm的负极极片。将涂布完成后的负极极片进行冷压，然后裁切成70mm×800mm的规格待用。其中，第一负极材料层的压实密度为1.755g/cm³，长度为720mm，第二负极材料层的压实密度为1.755g/cm³，长度为680mm。

<正极极片的制备>

将正极活性材料钴酸锂、导电剂导电炭黑和正极粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照质量比97:2.0:1.0进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，充分搅拌混合均匀调配成为固含量为75wt％的正极浆料，将正极浆料均匀涂布于厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，形成厚度为55μm的正极材料层。将正极浆料涂布在正极集流体铝箔的另一个表面上，90℃条件下烘干后，形成厚度为55μm的正极材料层，即得到双面涂布正极材料层，厚度为120μm的正极极片。将涂布完成后的正极极片进行冷压，然后裁切成62mm×760mm的规格待用。其中，正极材料层的压实密度为4.50g/cm³。

<电解液的制备>

在充有干燥氩气气氛的手套箱中，将碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)以质量比1:1:1混合得到基础溶剂，然后向上述基础溶剂中加入六氟磷酸锂(LiPF₆)锂盐溶解并充分混合均匀，得到电解液。其中，基于电解液的质量，LiPF₆的质量百分含量为12％，余量为基础溶剂。

<锂离子电池的制备>

将上述制备的正极极片、第二隔膜、负极极片、第一隔膜按顺序依次叠好，然后卷绕得到电极组件。正极极耳以铝极耳点焊引出、负极极耳以镍极耳点焊引出。其中，第一隔膜中的第一陶瓷涂层背离负极极片，第二隔膜中第二陶瓷涂层背离负极极片，第一隔膜设置于负极极片的第一负极材料层一侧、第二隔膜设置于负极极片的第二负极材料层一侧(结构参见图2，但不以图2为限)。将电极组件装入铝塑膜中，于80℃真空烘箱中干燥12h脱去水分后，注入电解液，经真空封装、静置、化成(0.02C恒流充电至3.5V，再以0.1C恒流充电至3.9V)、容量、整形等工序后得到锂离子电池。

实施例1-2

除了在<锂离子电池的制备>中，第二隔膜设置于负极极片的第一负极材料层一侧、第一隔膜设置于负极极片的第二负极材料层一侧(结构参见图3，但不以图3为限)以外，其余与实施例1-1相同。

实施例1-3至实施例1-5

除了按照表1调整第一陶瓷粒子的种类以外，其余与实施例1-1相同。

实施例2-1至实施例2-4

除了按照表2调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。

实施例3-1至实施例3-16

除了按照表3调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。

其中，第一陶瓷粒子的质量百分含量W₁₁发生变化时，第一陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量W₁₂随之变化，第一陶瓷粒子和第一陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量之和为100％；第二陶瓷粒子的质量百分含量W₂₁发生变化时，第二陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量W₂₂随之变化，第二陶瓷粒子和第二陶瓷涂层粘结剂的质量百分含量之和为100％

实施例4-1至实施例4-16

除了按照表4调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。

对比例1

除了不设置第二隔膜且按照下述方法制备锂离子电池以外，其余与实施例1-1相同。

<锂离子电池的制备>

将上述制备的正极极片、第一隔膜、负极极片、第一隔膜按顺序依次叠好，然后卷绕得到电极组件。正极极耳以铝极耳点焊引出、负极极耳以镍极耳点焊引出。其中，第一隔膜中的第一陶瓷涂层背离负极极片。将电极组件装入铝塑膜中，于80℃真空烘箱中干燥12h脱去水分后，注入电解液，经真空封装、静置、化成(0.02C恒流充电至3.5V，再以0.1C恒流充电至3.9V)、容量、整形等工序后得到锂离子电池。

对比例2

除了不设置第一隔膜且按照下述方法制备锂离子电池以外，其余与实施例1-1相同。

<锂离子电池的制备>

将上述制备的正极极片、第二隔膜、负极极片、第二隔膜按顺序依次叠好，然后卷绕得到电极组件。正极极耳以铝极耳点焊引出、负极极耳以镍极耳点焊引出。其中，第二隔膜中第二陶瓷涂层背离负极极片。将电极组件装入铝塑膜中，于80℃真空烘箱中干燥12h脱去水分后，注入电解液，经真空封装、静置、化成(0.02C恒流充电至3.5V，再以0.1C恒流充电至3.9V)、容量、整形等工序后得到锂离子电池。

各实施例和对比例的制备参数和性能参数如表1至表4所示。

表1

注：表1中的“\”表示无对应参数。

从实施例1-1至实施例1-5、对比例1和对比例2可以看出，本申请实施例的二次电池，通过搭配不同种类的第一隔膜和第二隔膜，且将第一隔膜中第一陶瓷粒子的种类以及第二隔膜中第二陶瓷粒子的种类调控于本申请范围内，能够使二次电池同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。而对比例1和对比例2的二次电池，选用相同种类的隔膜，或者说两个隔膜中陶瓷粒子的种类不满足本申请的限定，对比例的二次电池无法同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明对比例的二次电池难以兼顾循环性能、能量密度和安全性能。

表2

第二基膜的材料和玻璃化转变温度通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例2-1和实施例2-2可以看出，选用第二基膜的材料和玻璃化转变温度处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。

第一基膜的材料和玻璃化转变温度通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例2-3和实施例2-4可以看出，选用第一基膜的材料和玻璃化转变温度处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。

表3

第一陶瓷粒子的质量百分含量W₁₁通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例3-1至实施例3-4可以看出，选用第一陶瓷粒子的质量百分含量W₁₁处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。与实施例1-1、实施例3-1和实施例3-2相比，实施例3-3的第一陶瓷粒子在第一陶瓷涂层中的质量百分含量较低，保液性稍弱且对第一基膜在高温下的束缚作用较小，对二次电池循环性能和安全性能的提升效果稍弱，实施例3-4的第一陶瓷粒子在第一陶瓷涂层中的质量百分含量较高，在热箱测试中第一陶瓷粒子刺破隔膜导致短路的可能增大，因此安全性能稍弱。

第二陶瓷粒子的质量百分含量W₂₁通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例3-5至实施例3-8可以看出，选用第二陶瓷粒子的质量百分含量W₂₁处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。与实施例1-1、实施例3-5和实施例3-6相比，实施例3-7的第二陶瓷粒子在第二陶瓷涂层中的质量百分含量较低，保液性稍弱且对第二基膜在高温下的束缚作用较小，对二次电池循环性能和安全性能的提升效果稍弱，实施例3-8的第二陶瓷粒子在第二陶瓷涂层中的质量百分含量较高，在热箱测试中第二陶瓷粒子刺破隔膜导致短路的可能增大，因此安全性能稍弱。

第一陶瓷粒子的平均粒径通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例3-9至实施例3-12可以看出，选用第一陶瓷粒子的平均粒径处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。与实施例1-1、实施例3-9和实施例3-10相比，实施例3-11的第一陶瓷粒子平均粒径较小，保液性稍弱，对二次电池循环性能的提升效果稍弱，实施例3-12的第一陶瓷粒子平均粒径较大，在热箱测试中刺破隔膜导致短路的可能增大，因此安全性能稍弱。

第二陶瓷粒子的平均粒径通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例3-13至实施例3-16可以看出，选用第一陶瓷粒子的平均粒径处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。与实施例1-1、实施例3-13和实施例3-14相比，实施例3-15的第二陶瓷粒子平均粒径较小，保液性稍弱，对二次电池循环性能的提升效果稍弱，实施例3-16的第二陶瓷粒子平均粒径较大，在热箱测试中刺破隔膜导致短路的可能增大，因此安全性能稍弱。

表4

第一基膜的孔隙率通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例4-1至实施例4-4可以看出，选用第一基膜的孔隙率处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。在孔径一定的情况下，与实施例1-1、实施例4-1和实施例4-2相比，实施例4-3的第一基膜孔隙率较低，锂离子传输阻碍稍大，因此，二次电池的循环性能稍差；实施例4-4的第一基膜孔隙率较高，第一基膜强度较低，因此二次电池在热箱测试中的通过率较差。第二基膜的孔隙率通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例4-5至实施例4-8可以看出，选用第二基膜的孔隙率处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。在孔径一定的情况下，与实施例1-1、实施例4-5和实施例4-6相比，实施例4-7的第二基膜孔隙率较低，锂离子传输阻碍稍大，因此，二次电池的循环性能稍差；实施例4-8的第二基膜孔隙率较高，第二基膜强度较低，因此二次电池在热箱测试中的通过率较差。

第一基膜的孔径通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例4-9至实施例4-12可以看出，选用第一基膜的孔径处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。在孔隙率一定的情况下，与实施例1-1、实施例4-9和实施例4-10相比，实施例4-11的第一基膜孔径较低，锂离子传输阻力较大，因此，二次电池循环性能稍差；实施例4-12的第一基膜孔径较高，第一基膜强度较低，因此二次电池在热箱测试中的通过率较差。

第二基膜的孔径通常会影响二次电池的循环性能、能量密度和安全性能。从实施例1-1、实施例4-13至实施例4-16可以看出，选用第二基膜的孔径处于本申请范围内的二次电池，其同时具有较高的容量保持率、较小的厚度、130℃和132℃均具有较高的热箱测试通过率，表明二次电池能够兼顾循环性能、能量密度和安全性能。在孔隙率一定的情况下，与实施例1-1、实施例4-13和实施例4-14相比，实施例4-15的第二基膜孔径较低，锂离子传输阻力较大，因此，二次电池循环性能稍差；实施例4-16的第二基膜孔径较高，第二基膜强度较低，因此二次电池在热箱测试中的通过率较差。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或物品不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或物品所固有的要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种二次电池，其包括电极组件，所述电极组件为卷绕结构，所述电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，所述负极极片位于所述第一隔膜和所述第二隔膜之间；

所述第一隔膜包括第一基膜、第一粘结层和第一陶瓷涂层，所述第一粘结层位于所述第一基膜的两侧，所述第一陶瓷涂层位于所述第一基膜一侧的表面上，所述第一陶瓷涂层位于所述第一基膜和所述第一粘结层之间；所述第一陶瓷涂层包括第一陶瓷粒子，所述第一陶瓷粒子包括三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅中的至少一种；

所述第二隔膜包括第二基膜、第二粘结层和第二陶瓷涂层，所述第二粘结层位于所述第二基膜的两侧，所述第二陶瓷涂层位于所述第二基膜一侧的表面上，所述第二陶瓷涂层位于所述第二基膜和所述第二粘结层之间；所述第二陶瓷涂层包括第二陶瓷粒子，所述第二陶瓷粒子包括勃姆石。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体两侧的第一负极材料层和第二负极材料层，沿所述电极组件的卷绕方向，所述第一负极材料层的长度大于所述第二负极材料层的长度，所述第一隔膜位于负极极片的所述第一负极材料层一侧，所述第二隔膜位于所述负极极片的所述第二负极材料层一侧。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述第一基膜的材料包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚酯、纤维素、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯酰胺、聚芳醚砜酮、芳纶或芳砜纶中的至少一种，所述第二基膜的材料包括聚烯烃，所述聚烯烃的聚合单体包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、环丁烯、环戊烯或环己烯中的至少一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，所述第一陶瓷粒子的平均粒径为0.2μm至1.2μm，所述第二陶瓷粒子的平均粒径为0.1μm至1.0μm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，基于所述第一陶瓷涂层的质量，所述第一陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％；基于所述第二陶瓷涂层的质量，所述第二陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，所述第一基膜的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述第二基膜的材料包括聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述第一基膜的玻璃化转变温度为80℃至100℃，所述第二基膜的玻璃化转变温度为25℃至50℃。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔隙率为40％至70％，所述第二基膜的孔隙率为5％至50％。

9.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔径为80nm至700nm，第二基膜的孔径为50nm至200nm。

10.一种用电装置，其包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。