CN118249045A - 隔离膜、电池和用电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种隔离膜、电池和用电设备，在所述隔离膜的厚度方向，所述隔离膜具有正极端和负极端，所述正极端设有多个第一开孔，所述负极端设有多个第二开孔，所述第一开孔的孔径大于所述第二开孔的孔径。由此，采用本申请的隔离膜可以解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。

Description

隔离膜、电池和用电设备
技术领域
本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种隔离膜、电池和用电设备。
背景技术
二次电池因具有重量轻、无污染、无记忆效应等突出特点，被广泛应用于各类消费类电子产品和电动车辆中。然而电池在多次循环之后，负极片发生体积膨胀，容易造成电池容量损失和安全问题。
公开内容
鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供一种隔离膜，旨在解决电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
为了实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种隔离膜，在所述隔离膜的厚度方向，所述隔离膜具有正极端和负极端，所述正极端设有多个第一开孔，所述负极端设有多个第二开孔，所述第一开孔的孔径大于所述第二开孔的孔径。
由此，采用本申请的隔离膜可以解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
在本申请一些实施方式中，所述第一开孔的孔径为20nm-1000μm，优选50nm-500μm。
在本申请一些实施方式中，所述第二开孔的孔径为20nm-500μm，优选50nm-100μm。由此，可以在提高隔离膜负极端的保液效果同时提高其致密度，从而可以解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
在本申请一些实施方式中，沿着所述负极端到所述正极端的方向，所述隔离膜中开孔的孔径依次增大。由此，可以调节电池充电过程中金属离子扩散的浓度梯度，从而使得金属离子在负极片表面均匀沉积，在降低金属枝晶产生的同时降低负极片的体积膨胀。
在本申请一些实施方式中，所述隔离膜内沿其高度方向设有毛细管结构，并且所述毛细管结构的一端与所述隔离膜的最下端平齐。由此，在负极片体积膨胀挤压隔离膜的过程中，利用毛细管的虹吸效应，可以将电芯底部的电解液虹吸到隔离膜内，及时补充隔离膜高度方向电解液不足的情况。
在本申请一些实施方式中，所述毛细管结构的长度H1≥70％H2，其中，H2为所述隔离膜的高度。由此，可以及时补充隔离膜高度方向电解液不足的情况。
在本申请一些实施方式中，所述隔离膜的压缩模量为5％-95％。由此，可以降低负极片体积膨胀导致电池鼓包情况，提高电池安全性能。
在本申请一些实施方式中，所述隔离膜为海绵体基膜。由此，可以提高保液效果，降低电池容量损失的情况。
在本申请一些实施方式中，所述隔离膜包括海绵体基膜和涂层，所述涂层形成在所述海绵体基膜的至少一侧，所述毛细管结构设在所述海绵体基膜中。由此，可以提高隔离膜的保液效果和强度，解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
在本申请一些实施方式中，所述海绵体基膜包括玻璃纤维、纳米纤维、聚乙烯、聚丙烯和无纺布中的至少之一。由此，可以提高保液效果，降低电池容量损失。
在本申请一些实施方式中，所述涂层形成在所述海绵体基膜的一侧，所述第二开孔设在所述涂层上，所述第一开孔设在所述海绵体基膜的远离所述涂层的一端。由此，可以提高隔离膜的保液效果和强度，解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
在本申请一些实施方式中，所述涂层形成在所述海绵体基膜的两侧，所述第二开孔设在位于所述负极端的所述涂层上，所述第一开孔设在所述正极端的所述涂层上。由此，可以提高隔离膜的保液效果和强度，解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
在本申请一些实施方式中，所述隔离膜包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜、中部隔离膜和第二隔离膜，所述第一开孔设在所述第一隔离膜上，所述第二开孔设在所述第二隔离膜上。
在本申请一些实施方式中，所述中部隔离膜的孔径大于所述第一开孔的孔径或所述第二开孔的孔径；和/或所述中部隔离膜的孔隙率大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔隙率。由此，可以提高隔离膜的保液效果，降低电池容量损失。
在本申请一些实施方式中，所述第一隔离膜、所述中部隔离膜和所述第二隔离膜满足以下条件中的至少之一：
所述第一隔离膜的孔隙率为30％-70％；
所述中部隔离膜的孔径为30nm-1μm；
所述中部隔离膜的孔隙率为40％～90％；
所述第二隔离膜的孔隙率为30％-70％。
由此，可以提高隔离膜的保液效果，降低电池容量损失。
本申请第二方面提供了一种电池，所述电池包括正极片、负极片和隔离膜，所述隔离膜设在所述正极片和所述负极片之间，所述隔离膜包括本申请第一方面所述的隔离膜，所述隔离膜的正极端靠近所述正极片设置，所述隔离膜的负极端靠近所述负极片设置。
由此，在循环充放电过程中，该电池具有容量损失小且安全性高的优势。
在本申请一些实施方式中，所述电池为碱金属电池，所述碱金属电池满足如下关系：h2*n2*k＝Es*n1*z*(C1*m1/C2/ρ)，其中，Es为经验参数，取值范围为5％-100％；C1为单个所述正极片的总克容量，单位为mA·h/g；m1为单个所述正极片的正极活性材料层的单位重量，单位为g/cm2；n1为单个电芯中正极片的层数；z为单个正极片涂布面数；C2为碱金属电池对应碱金属的理论克容量，单位为mA·h/g；ρ为碱金属的理论密度，单位为g/cm3；h2为单个隔离膜的厚度，单位为cm；n2为单个电芯中隔离膜的层数；k为单个隔离膜的压缩百分比。。由此，该电池在循环充放电过程中体积变化小。
本申请第三方面提供了一种用电设备，其包括第三方面所述的电池，所述电池用于提供电能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一实施方式的隔离膜结构示意图；
图2是本申请再一实施方式的隔离膜结构示意图；
图3是本申请又一实施方式的隔离膜结构示意图；
图4是本申请又一实施方式的隔离膜结构示意图；
图5是本申请又一实施方式的隔离膜结构示意图；
图6是本申请又一实施方式的隔离膜结构示意图；
图7是本申请一实施方式的电池的结构示意图；
图8是本申请一实施方式的电池模块的结构示意图；
图9是本申请一实施方式的电池包的结构示意图；
图10是图9的分解图；
图11是电池用作电源的用电装置的一实施方式的示意图。
附图标记说明：
1000：隔离膜；11：正极端；110：第一开孔；12：负极端；120：第二开孔；13：毛细管结构；14：海绵体基膜；15：涂层；100：第一隔离膜；200：中间隔离膜；300：第二隔离膜；
1：二次电池；2：电池模块；3：电池包；4：上箱体；5：下箱体。
具体实施方式
下面对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种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这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另有定义，本文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；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本申请第一方面提出了一种隔离膜1000，参考图1-2，在所述隔离膜1000的厚度方向，所述隔离膜1000具有正极端11和负极端12，所述正极端11设有多个第一开孔110，所述负极端12设有多个第二开孔120，所述第一开孔110的孔径大于所述第二开孔120的孔径。
需要说明的是，“隔离膜的正极端”可以理解为将正极片、隔离膜和负极片层叠后组装电芯后隔离膜上靠近正极的一端，同理“隔离膜的负极端”可以理解为将正极片、隔离膜和负极片层叠后组装电芯后隔离膜上靠近负极的一端。并且“多个”的含义是指两个或两个以上。
不希望限于任何理论，发明人经大量研究发现，通过在隔离膜1000的正极端11设置第一开孔110以及在隔离膜1000的负极端120设置第二开孔120，并且第一开孔110的孔径大于第二开孔120的孔径，一方面，在电池循环过程中负极片体积膨胀挤压隔离膜1000的负极端12，使得负极端12压缩大于正极端11，从而使得隔离膜100的负极端12与负极片之间容易出现电解液干涸情况，而本申请在隔离膜1000的负极端12上设置小孔径的第二开孔120，小孔径的第二开孔120保液效果好，使得隔离膜1000与负极片之间不易出现电解液干涸情况，从而降低电池容量损失；再一方面，设置小孔径第二开孔120的负极端12致密性良好，从而可以降低负极片表面产生金属枝晶刺穿隔离膜1000导致短路的概率，提高电池安全性。另一方面，正极端11设置较大孔径的第一开孔110，负极端12设置较小孔径的第二开孔120，在电池充电过程中，可以调节金属离子扩散的浓度梯度，从而使得金属离子在负极片表面均匀沉积，在降低金属枝晶产生的同时降低负极片的体积膨胀，提高电池的安全性。由此，采用本申请的隔离膜1000可以解决金属电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
本申请发明人经深入研究发现，当本申请的隔离膜1000在满足上述条件的基础上，若还可选地满足下述条件中的一个或几个时，可以进一步降低电池的容量损失以及改善电池的安全性能。
在一些实施方式中，上述隔离膜1000的正极端11的第一开孔110的孔径为20nm-1000μm，例如30nm-1000μm，40nm-1000μm，50nm-1000μm，60nm-1000μm，70nm-1000μm，80nm-1000μm，90nm-1000μm，100nm-1000μm，200nm-1000μm，300nm-1000μm，400nm-1000μm，500nm-1000μm，600nm-1000μm，700nm-1000μm，800nm-1000μm，900nm-1000μm，1000nm-1000μm，10μm-1000μm，50μm-900μm，100μm-800μm，150μm-750μm，200μm-700μm，250μm-650μm，300μm-600μm，350μm-550μm，400μm-500μm。发明人发现，若第一开孔110的孔径过小，则正极端11离子传导性较差；而若第一开孔110孔径过大，隔离膜1000的正极端11会吸附大量电解液，而在充放电负极片发生体积膨胀挤压隔离膜1000时，正极端11吸附的电解液来不及回流会形成局部电解液断桥，从而造成负极片表面沉积不均匀，且无法阻挡正极片上部分活性物质层掉粉等颗粒的影响而造成局部微短路。在另一些实施方式中，正极端11的第一开孔110的孔径为50nm-500μm。
在一些实施方式中，上述隔离膜1000的负极端12的第二开孔120的孔径为20nm-500μm，例如30nm-500μm，40nm-500μm，50nm-500μm，60nm-500μm，70nm-500μm，80nm-500μm，90nm-500μm，100nm-500μm，200nm-500μm，300nm-500μm，400nm-500μm，500nm-500μm，600nm-500μm，700nm-500μm，800nm-500μm，900nm-500μm，1000nm-500μm，10μm-500μm，50μm-450μm，100μm-400μm，150μm-350μm，200μm-300μm。由此，满足该孔径的第二开孔120一方面可以提高负极端12的保液效果，使得隔离膜1000与负极片之间不易出现电解液干涸情况，从而降低电池容量损失；再一方面，可以提高负极端12的致密度，从而可以降低负极片表面产生金属枝晶刺穿隔离膜1000导致短路的概率，提高电池安全性。在另一些实施方式中，负极端12的第二开孔120的孔径为50nm-100μm。
在一些实施方式中，沿着所述负极端12到所述正极端11的方向，所述隔离膜1000中开孔的孔径依次增大。由此，通过将隔离膜1000中开孔沿负极端12到正极端11的方向依次增大设置，在电池充电过程中，可以进一步调节金属离子扩散的浓度梯度，从而使得金属离子在负极片表面均匀沉积，在降低金属枝晶产生的同时降低负极片的体积膨胀，提高电池的安全性。
在一些实施方式中，为了进一步提高隔离膜的保液效果，参考图3，在隔离膜1000内沿其高度方向设置毛细管结构13，并且所述毛细管结构13的一端与所述隔离膜1000的最下端平齐。由此，在负极片体积膨胀挤压隔离膜1000的过程中，利用毛细管的虹吸效应，可以将电芯底部的电解液虹吸到隔离膜1000内，及时补充隔离膜1000高度方向电解液不足的情况。
在一些实施方式中，所述毛细管结构13的长度H1≥70％H2，其中，H2为所述隔离膜1000的高度，例如70％H2，75％H2，80％H2，85％H2，90％H2，95％H2，100％H2。由此，可以将电芯底部的电解液虹吸到隔离膜1000上部，及时补充隔离膜1000上部电解液不足的情况。
在一些实施方式中，所述毛细管结构13可以采用类似树形结构，例如采用大孔道的主干结构配合小孔道的分支结构，小孔道的分支结构与大孔道的主干结构连通，从而不仅可以通过大孔道的主干结构将电芯底部的电解液虹吸到隔离膜1000上层，而且可以通过小孔道的分支结构将电解液输送到隔离膜1000内的各各层，从而及时补充隔离膜1000内电解液不足的情况。
在一些实施方式中，所述隔离膜1000的压缩模量为5％-95％，例如10％-90％，20％-80％，30％-70％，40％-60％，40％-50％。由此，通过采用本申请压缩模量的隔离膜1000，在负极片发生体积膨胀时，可以有效缓解负极片体积膨胀导致电池鼓包情况，提高电池安全性能。
根据一些示例，所述隔离膜1000的压缩模量使用万能试验机(MDTC-EQ-M12-01)进行测试，具体包括：
步骤1、选取待测试隔离膜：通过多层叠加测试，测试样品厚度满足≥1mm，控制误差精度；
步骤2、初始厚度收集：向隔离膜施加初始压力(尝试初始值≥0.05MPa)，得到该恒定压力下隔离膜的初始厚度；
步骤3、压缩模量收集：向隔离膜不断施加压力，直到厚度不变，压力/压强出现指数上升拐点，则认为已完成数据收集，该应变-应力曲线的起始段斜率对应的是这个样品的压缩模量，由此得到不同目标样品的压缩模量。
在一些实施方式中，所述隔离膜1000为海绵体基膜。需要说明的是，“海绵体基膜”可以理解为类似海绵结构的薄膜，作为示例，其材质可以包括玻璃纤维、纳米纤维、聚乙烯、聚丙烯和无纺布中的至少之一。
在一些实施方式中，为了进一步提高电池的安全性能，参考图4-5，所述隔离膜1000包括海绵体基膜14和涂层15，所述涂层15形成在所述海绵体基膜14的至少一侧，所述毛细管结构13设在所述海绵体基膜14中。作为示例，参考图4，所述涂层15形成在所述海绵体基膜14的一侧，所述第二开孔120设在所述涂层15上，所述第一开孔110设在所述海绵体基膜11的远离所述涂层15的一端。由此，通过采用包括毛细管结构13的海绵体基膜14，可以提高隔离膜1000的保液效果，并且在海绵体基膜14的一侧上设置涂层15，且在涂层15设置第二开孔120作为隔离膜1000的负极端12，可以显著提高隔离膜1000的耐穿刺性和耐高温性，提高电池安全性能。
作为另一种示例，参考图5，所述涂层15形成在所述海绵体基膜14的两侧，所述第二开孔120设在位于所述负极端12的所述涂层15上，所述第一开孔110设在所述正极端11的所述涂层15上。由此，通过采用包括毛细管结构13的海绵体基膜14，可以提高隔离膜1000的保液效果，并且在海绵体基膜14的双侧上均设置涂层15，可以显著提高隔离膜1000的耐高温性，提高电池安全性能。
在一些实施方式中，所述涂层15可以包括无机颗粒涂层或凝胶电解质涂层，作为示例，无机颗粒涂层中采用的无机颗粒可以包括勃姆石(γ-AlOOH)、氧化铝(A12O3)、硫酸钡(BaSO4)、氧化镁(MgO)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、二氧化硅(SiO2)、二氧化锡(SnO2)、氧化钛(TiO2)、氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镍(NiO)、氧化铈(CeO2)、钛酸锆(SrTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)、氟化镁(MgF2)中的一种或几种。该类无机颗粒对隔离膜热收缩有良好的抑制作用，从而提高隔离膜的耐高温性和耐穿刺性。作为示例，凝胶电解质涂层中凝胶电解质可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、偏氟乙烯六氟丙烯共聚物[P(VDFHFP)]、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
在一些实施方式中，所述无机颗粒涂层的厚度为0.5μm-8μm，例如1μm-8μm，1.5μm-7.5μm，2μm-7μm，2.5μm-6.5μm，3μm-6μm，3.5μm-5.5μm，4μm-5μm。由此，可以提高隔离膜的耐高温性和耐穿刺性，提高电池安全性能。
在一些实施方式中，所述凝胶电解质涂层的厚度为5μm-15μm，例如6μm-15μm，7μm-14μm，8μm-13μm，9μm-12μm，10μm-11μm。由此，可以提高隔离膜的耐高温性和耐穿刺性，提高电池安全性能。
在一些实施方式中，上述无机颗粒涂层和凝胶电解质涂层中还可以包括粘结剂，作为示例，粘结剂可以为丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylic resin)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的一种或几种。
在一些实施方式中，上述无机颗粒涂层和凝胶电解质涂层中还可以包括其他有机化合物，例如，可以包括改善耐热性的聚合物、分散剂、润湿剂以及其他种类的粘结剂等。本申请对上述其他有机化合物的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好改善性能的材料。
在一些实施方式中，参考图6，所述隔离膜1000包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜100、中部隔离膜200和第二隔离膜300，所述第一开孔110设在所述第一隔离膜100上，所述第二开孔120设在所述第二隔离膜300上。作为示例，所述中部隔离膜200的孔径大于所述第一开孔110的孔径或所述第二开孔120的孔径；和/或所述中部隔离膜200的孔隙率大于所述第一隔离膜100或所述第二隔离膜300中的孔隙率。由此，通过采用较大孔径和/或较大孔隙率的中部隔离膜200，可以存储更多电解液，从而在负极片发生体积膨胀挤压负极片与隔离膜1000之间电解液时，存储在中部隔离膜200中电解液可以及时补充负极片与隔离膜1000之间的电解液的不足。
在一些实施方式中，所述中部隔离膜200的孔径为30nm-1μm，例如30nm-1μm，40nm-1μm，50nm-1μm，60nm-1μm，70nm-1μm，80nm-1μm，90nm-1μm，100nm-1μm，200nm-1μm，300nm-1μm，400nm-1μm，500nm-1μm，600nm-1μm，700nm-1μm，800nm-1μm，900nm-1μm。由此，满足该孔径的中部隔离膜200可以存储更多的电解液，从而可以及时补充负极片与隔离膜1000之间的电解液的不足。
在一些实施方式中，所述第一隔离膜100的孔隙率为30％-70％，例如35％-70％，40％-70％，45％-70％，50％-70％，55％-70％，60％-70％，65％-70％；所述中部隔离膜200的孔隙率为40％-90％，例如45％-90％，50％-90％，55％-90％，60％-90％，65％-90％，70％-90％，75％-90％，80％-90％，85％-90％；所述第二隔离膜300的孔隙率为30％-70％，例如35％-70％，40％-70％，45％-70％，50％-70％，55％-70％，60％-70％，65％-70％。由此，满足该孔隙率的中部隔离膜200可以存储更多的电解液，从而可以及时补充负极片与隔离膜1000之间的电解液的不足。
根据一些示例，第一隔离膜100、中部隔离膜200和第二隔离膜300的孔隙率测试可以通过气体置换法进行确定。具体的，可以参考GB/T 24586-2009，通过下列步骤确定：将隔离膜浸渍于碳酸甲乙酯(EMC)中清洗，利用气体置换法测定。其中，隔离膜中的孔体积占隔离膜总体积的百分比即为隔离膜孔隙率，计算公式：孔隙率＝(V V0)/V×100％，其中V0为真体积，V为表观体积。
本申请第二方面提供了一种电池，其包括正极片、负极片和隔离膜，所述隔离膜设在所述正极片和所述负极片之间，所述隔离膜包括本申请第一方面所述的隔离膜，所述隔离膜的正极端靠近所述正极片设置，所述隔离膜的负极端靠近所述负极片设置。
在本申请一些实施方式中，所述电池为碱金属电池，例如钠离子电池或锂金属电池，所述碱金属电池满足如下关系：h2*n2*k＝Es*n1*z*(C1*m1/C2/ρ)，其中，Es为经验参数，取值范围为5％-100％；C1为单个所述正极片的总克容量，单位为mA·h/g；m1为单个所述正极片的正极活性材料层的单位重量，单位为g/cm2；n1为单个电芯中正极片的层数；z为单个正极片涂布面数；C2为碱金属电池对应碱金属的理论克容量，单位为mA·h/g；ρ为碱金属的理论密度，单位为g/cm3；h2为单个隔离膜的厚度，单位为cm；n2为单个电芯中隔离膜的层数；k为单个隔离膜的压缩百分比。由此，该电池在循环充放电过程中体积变化小。
根据一些示例，单个所述正极片的总克容量的测试方法包括：拆解正极片组装半电池，测试25℃下0.33C倍率下克容量发挥即可得到单个所述正极片的总克容量；单个所述正极片的正极活性物质层的单位重量的测试方法包括：冲切固定直径的正极片小圆片，称取10EA样品取平均质量扣除基材质量即可得到单个所述正极片的正极活性物质层的单位重量。所述隔离膜的压缩百分比的测试采用万能试验机(MDTC-EQ-M12-01)进行测试，隔离膜的压缩百分比＝(初始隔离膜厚度-压缩后隔离膜厚度)/初始隔离膜厚度。
电池，是指在放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池。
通常情况下，电池包括正极片、负极片、隔离膜及电解质。在电池充放电过程中，活性离子在正极片和负极片之间往返嵌入和脱出。隔离膜设置在正极片和负极片之间，起到隔离的作用。电解质在正极片和负极片之间起到传导离子的作用。
在一些实施方式中，所述电池可以为锂离子电池或钠离子电池。
[正极片]
在电池中，所述正极片通常包括正极集流体及设置在正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料。
所述正极集流体可以采用常规金属箔片或复合集流体(可以将金属材料设置在高分子基材上形成复合集流体)。作为示例，正极集流体可以采用铝箔。
所述正极活性材料的具体种类不做限制，可以采用本领域已知的能够用于电池正极的活性材料，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
例如当电池为锂离子电池时，作为示例，所述正极活性材料可以包括但不限于锂过渡金属氧化物，橄榄石结构的含锂磷酸盐及其各自的改性化合物中的一种或几种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物中的一种或几种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料及其改性化合物中的一种或几种。这些材料均可以通过商业途径获得。
例如当电池为钠离子电池时，作为示例，所述正极活性材料可以包括但不限于层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物中的至少之一。
作为上述层状过渡金属氧化物的示例，例如可以列举出：
Na1-xCuhFekMnlM1 mO2-y，其中M1为Li、Be、B、Mg、Al、K、Ca、Ti、Co、Ni、Zn、Ga、Sr、Y、Nb、Mo、In、Sn及Ba中的一种或几种，0<x≤0.33，0<h≤0.24，0≤k≤0.32，0<l≤0.68，0≤m<0.1，h+k+l+m＝1，0≤y<0.2；
Na0.67Mn0.7NizM2 0.3-zO2，其中M2为Li、Mg、Al、Ca、Ti、Fe、Cu、Zn及Ba中的一种或几种，0<z≤0.1；
NaaLibNicMndFeeO2，其中0.67<a≤1，0<b<0.2，0<c<0.3，0.67<d+e<0.8，b+c+d+e＝1。
作为上述聚阴离子化合物的示例，例如可以列举出：
A1 fM3 g(PO4)iOjX1 3-j，其中A为H、Li、Na、K及NH4中的一种或几种，M3为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或几种，X1为F、Cl及Br中的一种或几种，0<f≤4，0<g≤2，1≤i≤3，0≤j≤2；
NanM4PO4X2，其中M4为Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中的一种或几种，X2为F、Cl及Br中的一种或几种，0<n≤2；
NapM5 q(SO4)3，其中M5为Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中的一种或几种，0<p≤2，0<q≤2；
NasMntFe3-t(PO4)2(P2O7)，其中0<s≤4，0≤t≤3，例如t为0、1、1.5、2或3。
作为上述普鲁士蓝类似物的示例，例如可以列举出：
AuM6 v[M7(CN)6]w·xH2O，其中A为H+、NH4+、碱金属阳离子及碱土金属阳离子中的一种或几种，M6和M7各自独立地为过渡金属阳离子中的一种或几种，0<u≤2，0<v≤1，0<w≤1，0<x<6。例如A为H+、Li+、Na+、K+、NH4 +、Rb+、Cs+、Fr+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及Ra2+中的一种或几种，M6和M7各自独立地为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn及W中的一种或几种过渡金属元素的阳离子。
上述各材料的改性化合物可以是对材料进行掺杂改性和/或表面包覆改性。
所述正极活性材料层通常还可选地包括粘结剂、导电剂和其他可选助剂。
作为示例，导电剂可以为超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、Super P(SP)、石墨烯及碳纳米纤维中一种或几种。
作为示例，粘结剂可以为丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylicresin)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的一种或几种。
[负极片]
在电池中，所述负极片通常包括负极集流体及设置在负极集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料。
所述负极集流体可以采用常规金属箔片或复合集流体(例如可以将金属材料设置在高分子基材上形成复合集流体)。作为示例，负极集流体可以采用铜箔。
所述负极活性材料的具体种类不做限制，可以采用本领域已知的能够用于电池负极的活性材料，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。作为示例，所述负极活性材料可以包括但不限于人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、硅基材料和锡基材料中的一种或几种。所述硅基材料可包括单质硅、硅氧化合物(例如氧化亚硅)、硅碳复合物、硅氮复合物、硅合金中的一种或几种。所述锡基材料可包括单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。这些材料均可以通过商业途径获得。
在一些实施方式中，为了进一步提高电池的能量密度，所述负极活性材料可以包括硅基材料。
所述负极活性材料层通常还可选地包括粘结剂、导电剂和其他可选助剂。
作为示例，导电剂可以为超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或几种。
作为示例，粘结剂可以为丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylicresin)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的一种或几种。
作为示例，其他可选助剂可以是增稠及分散剂(例如羧甲基纤维素钠CMC-Na)、PTC热敏电阻材料。
[电解液]
电池可以包括电解液，电解液在正极和负极之间起到传导离子的作用。所述电解液可以包括电解质盐和溶剂。
当所述电池为锂离子电池时，作为示例，电解质盐可包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或几种。
当所述电池为钠离子电池时，作为示例，所述电解质钠盐包括六氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、四氟硼酸钠、双草酸硼酸钠、高氯酸钠、六氟砷酸钠、双(氟磺酰)亚胺钠、三氟甲基磺酸钠和双(三氟甲基磺酰)亚胺钠中的至少之一。
作为示例，所述溶剂可包括碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸亚丁酯(BC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1，4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)及二乙砜(ESE)中的一种或几种。
在一些实施方式中，电解液中还包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂，也可以包括正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温性能的添加剂。
本申请实施例对电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。如图7是作为一个示例的方形结构的电池1。
在一些实施方式中，电池可包括外包装。该外包装用于封装正极片、负极片和电解质。
在一些实施方式中，外包装可包括壳体和盖板。其中，壳体可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体具有与容纳腔连通的开口，盖板能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。
正极片、负极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件。电极组件封装于所述容纳腔。电解质可采用电解液，电解液浸润于电极组件中。电池所含电极组件的数量可以为一个或几个，可根据需求来调节。
在一些实施方式中，电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳。
电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，如可包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的一种或几种。
在一些实施方式中，电池可以组装成电池模块，电池模块所含电池的数量可以为多个，具体数量可根据电池模块的应用和容量来调节。
图8是作为一个示例的电池模块2。参照图8，在电池模块2中，多个电池1可以是沿电池模块2的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池1进行固定。
电池模块2还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池1容纳于该容纳空间。在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以根据电池包的应用和容量进行调节。
图9和10是作为一个示例的电池包3。参照图9和10，在电池包3中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块2。电池箱包括上箱体4和下箱体5，上箱体4能够盖设于下箱体5，并形成用于容纳电池模块2的封闭空间。多个电池模块2可以按照任意的方式排布于电池箱中。
[用电装置]
本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括所述的电池，所述电池用于提供电能。具体的，所述电池可以作为所述用电装置的电源，也可以作为所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以但不限于是移动设备(例如手机、笔记本电脑)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车)、电气列车、船舶及卫星、储能系统。
图11是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑。该用电装置通常要求轻薄化，可以采用电池作为电源。
为了使本申请实施例所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下将结合实施例和附图进行进一步详细说明。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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
一、隔离膜1制备方法包括：
采用静电纺丝制备隔离膜，其中纺丝液为聚乙烯熔液，接收距离保持15～18cm，调节接收辊速度为200r/min，喷液速度为10mL/h，电压为23KV，得到第一孔径为30nm的隔离膜正极端，然后调节接收辊速度为150r/min，喷液速度为10mL/h，电压为23KV，得到第二孔径为20nm的隔离膜的负极端。
隔离膜2-9的制备方法同于隔离膜1，不同之处如表1所示。
表1
二、隔离膜10制备方法包括：
以聚乙烯熔液为纺丝液，同步使用静电纺丝喷涂目标长度的聚乙烯膜片毛细管结构和隔离膜，在隔离膜喷涂至目标厚度的一半左右将毛细管结构膜片覆盖在隔离膜中，继续完成剩余厚度隔离膜的喷涂；或使用双针头的静电纺丝设备，通过间歇性喷涂的方式，完成具有复合毛细管结构的复合隔膜；隔离膜正极端的第一孔径为20μm，隔离膜的负极端第二孔径为10μm，并且隔离膜中毛细管结构的高度H1＝70％H2，H2为隔离膜高度。
隔离膜11-13的制备方法同于隔离膜10，不同之处如表2所示。
表2
三、隔离膜14制备方法包括：
(1)制备具有毛细管结构的海绵体基膜：以聚乙烯熔液为纺丝液，同步使用静电纺丝喷涂目标长度的聚乙烯膜片毛细管结构和隔离膜，在隔离膜喷涂至目标厚度的一半左右将毛细管结构膜片覆盖在隔离膜中，继续完成剩余厚度隔离膜的喷涂即可得到具有毛细管结构的海绵体基膜；或使用双针头的静电纺丝设备，通过间歇性喷涂的方式，完成具有复合毛细管结构的海绵体基膜，海绵体结构基膜孔径为20μm，并且隔离膜中毛细管结构的高度H1＝80％H2，H2为隔离膜高度；
(2)将无机颗粒三氧化二铝(Dv50为1.5μm)与粘结剂聚偏氟乙烯(无机颗粒与粘结剂聚偏氟乙烯质量比为99:1)混合后的无机颗粒浆料辊涂在海绵体基膜的一侧表面上后烘干，在海绵体基膜的一侧表面上形成无机颗粒涂层，无机颗粒涂层的孔径为10μm，厚度为3μm。
隔离膜15-16的制备方法同于隔离膜14，不同之处如表3所示。
表3
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四、隔离膜17制备方法包括：
(1)制备具有毛细管结构的海绵体基膜：以聚乙烯熔液为纺丝液，同步使用静电纺丝喷涂目标长度的聚乙烯膜片毛细管结构和隔离膜，在隔离膜喷涂至目标厚度的一半左右将毛细管结构膜片覆盖在隔离膜中，继续完成剩余厚度隔离膜的喷涂即可得到具有毛细管结构的海绵体基膜；或使用双针头的静电纺丝设备，通过间歇性喷涂的方式，完成具有复合毛细管结构的海绵体基膜，海绵体结构基膜孔径为20μm，并且隔离膜中毛细管结构的高度H1＝80％H2，H2为隔离膜高度；
(2)将无机颗粒三氧化二铝(Dv50为1.0μm)与粘结剂聚偏氟乙烯(无机颗粒与粘结剂聚偏氟乙烯质量比为99:1)混合后的无机颗粒浆料辊涂在海绵体基膜的一侧表面上后烘干，在海绵体基膜的一侧表面上形成第一无机颗粒涂层作为隔离膜正极端，作为正极端的第一无机颗粒涂层孔径为20μm，厚度为3μm，然后将无机颗粒三氧化二铝(Dv50为1.5μm)与粘结剂聚偏氟乙烯(无机颗粒与粘结剂聚偏氟乙烯质量比为99:1)混合后的无机颗粒浆料辊涂在海绵体基膜的另一侧表面上后烘干，在海绵体基膜的另一侧表面上形成第二无机颗粒涂层作为隔离膜负极端，作为负极端的第二无机颗粒涂层孔径为10μm，厚度为5μm。
本申请中，Dv50是指累计体积分布百分数达到50％时所对应的粒径。在本申请中，无机颗粒三氧化二铝的Dv50可采用激光衍射粒度分析法测定。例如参照标准GB/T19077-2016，使用激光粒度分析仪(例如Malvern Master Size 3000)进行测定。
隔离膜18-19的制备方法同于隔离膜17，不同之处如表4所示。
表4
隔离膜20采用聚乙烯基膜，其中聚乙烯基膜正极端和负极端的孔径均为20μm；
隔离膜21制备方法包括：将无机颗粒三氧化二铝(Dv50为1μm)与粘结剂聚偏氟乙烯(无机颗粒与粘结剂聚偏氟乙烯质量比为99:1)混合后的无机颗粒浆料辊涂在聚乙烯基膜的双侧表面上后烘干，在聚乙烯基膜双侧表面均形成厚度为3μm的无机颗粒涂层，无机颗粒涂层的孔径为20μm。
五、电池的制备
实施例1
1、正极片的制备
将聚偏氟乙烯粘结剂充分溶解于N甲基吡咯烷酮中，然后加入炭黑导电剂和正极活性材料Na4Fe3(PO4)2P2O7制成分散均匀的正极浆料(聚偏氟乙烯、炭黑导电剂和正极活性材料Na4Fe3(PO4)2P2O7的质量比为10:10:80)，将正极浆料均匀涂敷在铝箔两个表面，然后转移到真空干燥箱中完全干燥，将得到的极片进行辊压，最后进行冲切，得到正极片。
2、负极片的制备
将负极活性材料人造石墨、导电剂炭黑(Super P)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)按质量比96.4：0.7：1.8：1.1在适量的溶剂去离子水中混合均匀，得到负极浆料，将负极浆料涂布于负极集流体铜箔上，通过烘干、冷压、分条、裁切工序，得到负极片。
3、隔离膜
隔离膜采用上述制备的隔离膜1。
4、电解液的制备
将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)按质量比30：70进行混合，得到有机溶剂，将充分干燥的电解质盐LiPF6溶解于上述混合溶剂中，电解质盐的浓度为1.0mol/L，混合均匀后获得电解液。
5、电池的制备
将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件；将电极组件置于外包装中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的锂离子电池中，经过真空封装、静置、化成、整形工序，获得钠离子电池。
实施例2-19的钠离子电池的隔离膜分别采用表1-4所示的隔离膜2-19。对比例1-2的钠离子电池的隔离膜分别采用上述隔离膜20和21。
六、电池性能测试
电池循环寿命：电池容量保持率衰减到80％时电池的循环圈数，以实施例1电池为例，电池容量保持率测试过程如下：0.33C充电到截至电压4.35V，在截止电压下恒压4.35V充电到电流至0.05C，0.33C放电至截止电压2.8V，记录首次循环的放电容量；而后进行n次的充电和放电循环，记录第n次循环的放电容量，循环容量保持率＝(第n次循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。平行样挂测5个，去除最差和最好数据，剩余3个样品取平均值，估读至10位(四舍五入原则)，即可得到电池循环寿命。
实施例1-19和对比例1-2的钠离子电池的性能测试结果如表5所示。
表5
实施例1-19的钠离子电池采用的隔离膜负极端的孔径小于正极端的孔径，而对比例1-2的钠离子电池中采用的隔离膜负极端和正极端孔径大小相同，由表5数据可知，实施例1-19的钠离子电池的循环寿命明显优于对比例1-2，表明采用本申请的负极端孔径大于正极端孔径的隔离膜相较于现有技术的隔离膜，可以降低电池容量损失以及提高电池安全性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (18)

1.一种隔离膜，其特征在于，在所述隔离膜的厚度方向，所述隔离膜具有正极端和负极端，所述正极端设有多个第一开孔，所述负极端设有多个第二开孔，所述第一开孔的孔径大于所述第二开孔的孔径。
2.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述第一开孔的孔径为20nm-1000μm，优选50nm-500μm。
3.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述第二开孔的孔径为20nm-500μm，优选50nm-100μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的隔离膜，其特征在于，沿着所述负极端到所述正极端的方向，所述隔离膜中开孔的孔径依次增大。
5.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜内沿其高度方向设有毛细管结构，并且所述毛细管结构的一端与所述隔离膜的最下端平齐。
6.根据权利要求5所述的隔离膜，其特征在于，所述毛细管结构的长度H1≥70％H2，其中，H2为所述隔离膜的高度。
7.根据权利要求5所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜的压缩模量为5％-95％。
8.根据权利要求7所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜为海绵体基膜。
9.根据权利要求5所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜包括海绵体基膜和涂层，所述涂层形成在所述海绵体基膜的至少一侧，所述毛细管结构设在所述海绵体基膜中。
10.根据权利要8或9所述的隔离膜，其特征在于，所述海绵体基膜包括玻璃纤维、纳米纤维、聚乙烯、聚丙烯和无纺布中的至少之一。
11.根据权利要求10所述的隔离膜，其特征在于，所述涂层形成在所述海绵体基膜的一侧，所述第二开孔设在所述涂层上，所述第一开孔设在所述海绵体基膜的远离所述涂层的一端。
12.根据权利要求10所述的隔离膜，其特征在于，所述涂层形成在所述海绵体基膜的两侧，所述第二开孔设在位于所述负极端的所述涂层上，所述第一开孔设在所述正极端的所述涂层上。
13.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜、中部隔离膜和第二隔离膜，所述第一开孔设在所述第一隔离膜上，所述第二开孔设在所述第二隔离膜上。
14.根据权利要求13所述的隔离膜，其特征在于，所述中部隔离膜的孔径大于所述第一开孔的孔径或所述第二开孔的孔径；和/或
所述中部隔离膜的孔隙率大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔隙率。
15.根据权利要求14所述的隔离膜，其特征在于，所述第一隔离膜、所述中部隔离膜和所述第二隔离膜满足以下条件中的至少之一：
所述第一隔离膜的孔隙率为30％-70％；
所述中部隔离膜的孔径为30nm-1μm；
所述中部隔离膜的孔隙率为40％～90％；
所述第二隔离膜的孔隙率为30％-70％。
16.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极片、负极片和所述隔离膜，所述隔离膜设在所述正极片和所述负极片之间，所述隔离膜包括权利要求1-15中任一项所述的隔离膜，所述隔离膜的正极端靠近所述正极片设置，所述隔离膜的负极端靠近所述负极片设置。
17.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，所述电池为碱金属电池，所述碱金属电池满足如下关系：
h2*n2*k＝Es*n1*z*(C1*m1/C2/ρ)
其中，Es为经验参数，取值范围为5％-100％；
C1为单个所述正极片的总克容量，单位为mA·h/g；
m1为单个所述正极片的正极活性材料层的单位重量，单位为g/cm2；
n1为单个电芯中正极片的层数；
z为单个正极片涂布面数；
C2为碱金属电池对应碱金属的理论克容量，单位为mA·h/g；
ρ为碱金属的理论密度，单位为g/cm3；
h2为单个隔离膜的厚度，单位为cm；
n2为单个电芯中隔离膜的层数；
k为单个隔离膜的压缩百分比。
18.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求16或17所述的电池，所述电池用于提供电能。
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