CN119833883A - 隔膜及制备方法、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了隔膜及制备方法、电池和用电设备。隔膜包括基膜和位于所述基膜至少一侧表面的涂胶层；涂胶层包括染料；染料的颜色与基膜的颜色不同。本申请的隔膜及制备方法，隔膜和涂胶层具有较大的色差，便于检测单位面积内的隔膜涂胶面积，可通过CCD检测设备进行检测，利于控制隔膜涂胶层的均匀性，从而保障电池的电化学性能和涂胶层的粘接性能。

Description

隔膜及制备方法、电池和用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及隔膜及制备方法、电池和用电设备。

背景技术

锂电池作为一种新型的二次电池，拥有高能量密度和循环寿命长等优点。随着应用范围不断扩展，锂电池被广泛应用于便携式电子装置、储能设备和动力汽车等领域，并且特别是在新能源行业快速发展的背景下，锂电池在动力汽车中的应用更是愈加广泛。

隔膜作为锂电池的重要组成部分，起着防止正、负极直接接触引发短路的关键作用，对锂电池的安全性具有重要影响，针对隔膜对极片的粘结性的问题，目前主要的解决方案是在隔膜的单面或双面涂覆胶层，这种涂胶层可以有效改善隔膜的粘结性，同时与电解液有良好的浸润性。

但现有涂胶技术中存在较多问题，传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测。以水系PVDF(聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride))涂胶技术为例，由于无法检测单位面积内的隔膜涂胶面积进行有效检测，因此难以控制涂覆均匀性，易影响电池的电化学性能以及涂胶层的粘结性能。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出隔膜及制备方法、电池和用电设备，本申请的隔膜及制备方法，隔膜和涂胶层具有较大的色差，便于检测单位面积内的隔膜涂胶面积，可通过CCD(电荷耦合器件，Charge-Coupled Device)检测设备进行检测，利于控制隔膜涂胶层的均匀性，从而保障电池的电化学性能和涂胶层的粘接性能。

本申请第一个方面提出了一种隔膜。根据本申请的实施例，包括基膜和位于所述基膜至少一侧表面的涂胶层；涂胶层包括染料；染料的颜色与基膜的颜色不同。

本申请通过在涂胶层中加入染料，染料的颜色与基膜的颜色不同，涂胶层和基膜的颜色对比度高，使得涂胶区域明显区别于未涂敷区域，涂覆识别度高，识别误差小，从而对单位面积内的隔膜涂胶面积，可以在现有条件下实现CCD在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜。此外，本申请可适用于各种厚度的涂胶层。

本申请的第二方面提出了一种隔膜的制备方法，包括步骤：

将染料与涂胶浆料混合，得到混合浆料；

将混合浆料涂覆在基膜上形成涂胶层，得到隔膜；染料的颜色与基膜的颜色不同。

本申请实施例提供的隔膜的制备方法，是一种涂胶隔膜的制备方法，不改变现有涂胶的制备工序，直接在涂胶浆料中加入染料，制备方法简单，利于工业化生产。

本申请通过在涂胶层中加入染料，染料的颜色与基膜的颜色不同，涂胶层和基膜的颜色对比度高，使得涂胶区域明显区别于未涂敷区域，涂覆识别度高，识别误差小，从而对单位面积内的隔膜涂胶面积，可以在现有条件下实现CCD在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜。此外，本申请可适用于各种厚度的涂胶层。

本申请第三方面提出了一种电池，包括上述的隔膜，或者包括上述的制备方法所得的隔膜。

本申请提供的电池，具有上述隔膜，制备过程中便于检测单位面积内的隔膜涂胶面积，控制涂胶层的均匀性，利于提高电池的电化学性能和涂胶层的粘接性。

本申请第四方面提出了一种用电设备，包括上述的电池。

本申请提供的用电设备具有上述电池，电池用于提供电能供给，具有较高的安全性能。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。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。进一步地，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本申请中具体公开。

在本申请中，术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本申请所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。

隔膜作为锂电池的重要组成部分，起着防止正、负极直接接触引发短路的关键作用，对锂电池的安全性具有重要影响，针对隔膜对极片的粘结性的问题，目前主要的解决方案是在隔膜的单面或双面涂覆胶层，这种涂胶层可以有效改善隔膜的粘结性，同时与电解液有良好的浸润性。

目前，出于提高隔膜与电解液润湿性、增强隔膜的热稳定性、提高离子迁移率等原因考虑，隔膜表面的涂胶层通常不是100％全覆盖，单位面积内的隔膜涂胶面积是小于100％的，传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测。以水系PVDF(聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride))涂胶技术为例，由于无法检测单位面积内的隔膜涂胶面积进行有效检测，导致涂胶隔膜涂胶量过多或者过少，过多导致隔膜堵孔概率增大，电池的电性能降低；而过少又会导致涂胶隔膜的粘接力不足，起不到涂胶隔膜粘接的目的。CCD检测设备进一步升级，由于涂胶层和隔膜通常都是白色、透明色或接近透明色，两者的对比度差异较低，无法实现全部在线全检。

为此，本申请实施例第一方面提出了一种隔膜，包括基膜和位于基膜至少一侧表面的涂胶层；涂胶层包括染料；染料的颜色与基膜的颜色不同。

本申请实施例通过在涂胶层中加入染料，染料的颜色与基膜的颜色不同，涂胶层和基膜的颜色对比度高，使得涂胶区域明显区别于未涂敷区域，涂覆识别度高，识别误差小，从而对单位面积内的隔膜涂胶面积，可以在现有条件下实现CCD在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜。此外，本申请可适用于各种厚度的涂胶层。

根据本申请的实施例，涂胶层的原料包括热熔型粘结剂，染料的开始挥发温度小于或等于热熔型粘结剂的熔化温度。

本申请实施例中，加入涂胶层的染料的开始挥发温度满足上述条件，除了可提高涂胶层和基膜的颜色对比度外，染料在对涂胶层的原料进行热熔融处理过程中受热挥发，最终涂胶层中仅残留少量的染料成分，可极大的降低染料的加入对电池性能的影响，利于保持电池体系的稳定。具体实施方式中，可基于涂胶层的原料成分、电池的制备工艺等选择具有适合本申请的开始挥发温度的染料。

根据本申请的实施例，染料包括甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种。

一些实施例中，选择甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种染料加入涂胶层中，可提高涂胶层和基膜的颜色对比度，实现对单位面积内的隔膜涂胶面积的检测，可通过CCD检测设备实现全部在线全检。

一些实施例中，选择甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种染料加入涂胶层中，这些染料具有相对较低的开始挥发温度，在对涂胶层的原料进行热熔融处理过程中，染料受热消失或弱化，可以保持隔膜在电池中的稳定，降低因染料加入对电池性能的影响。

甲醛蓝(Methyl Violet)：甲醛蓝是一种挥发性染料，常用于生物染色、组织学和显微镜检查等领域。开始挥发的温度约为150℃～180℃，完成挥发的温度约为200℃～230℃。

瓜偏碱(Cresol Red)：瓜偏碱是一种在酸碱中呈现颜色变化的挥发性染料，在化学实验室的生化分析中广泛应用。开始挥发的温度约为130℃～150℃，完成挥发的温度约为180℃。

根据本申请的实施例，基膜与涂胶层的色差为0.2NBS～15NBS。

本申请实施例在涂胶层的制备过程中加入染料，涂胶隔膜的制备过程中，基膜与涂覆有涂胶浆料的涂胶层(未固化)之间存在较大的色差，可检测单位面积内的隔膜涂胶面积，有效控制涂胶的均匀性。在涂胶层固化后，虽然染料可能有所损失，但是仍有多余量或残留，此时基膜与涂胶层仍然存在一定色差。具体示例中，基膜与涂胶层的色差为0.2NBS、0.3NBS、0.4NBS、0.5NBS、0.6NBS、0.7NBS、0.8NBS、0.9NBS、1NBS、1.1NBS、1.2NBS、1.3NBS、1.4NBS、1.5NBS、1.6NBS、1.7NBS、1.8NBS、1.9NBS、2NBS、2.1NBS、2.2NBS、2.5NBS、2.6NBS、2.7NBS、2.8NBS、2.9NBS、3NBS、3.1NBS、3.2NBS、3.3NBS、3.4NBS、3.5NBS、3.6NBS、3.7NBS、3.8NBS、3.9NBS、4NBS、4.1NBS、4.2NBS、4.3NBS、4.4NBS、4.5NBS、4.6NBS、4.7NBS、4.8NBS、4.9NBS、5NBS、5.1NBS、5.2NBS、5.3NBS、5.4NBS、5.5NBS、5.6NBS、5.7NBS、5.8NBS、5.9NBS、6NBS、6.1NBS、6.2NBS、6.3NBS、6.4NBS、6.5NBS、6.6NBS、6.7NBS、6.8NBS、6.9NBS、7NBS、7.1NBS、7.2NBS、7.3NBS、7.4NBS、7.5NBS、7.6NBS、7.7NBS、7.8NBS、7.9NBS、8NBS、8.1NBS、8.2NBS、8.3NBS、8.4NBS、8.5NBS、8.6NBS、8.7NBS、8.8NBS、8.9NBS、9NBS、9.1NBS、9.2NBS、9.3NBS、9.4NBS、9.5NBS、9.6NBS、9.7NBS、9.8NBS、9.9NBS、10NBS、10.1NBS、10.2NBS、10.3NBS、10.4NBS、10.5NBS、10.6NBS、10.7NBS、10.8NBS、10.9NBS、11NBS、11.1NBS、11.2NBS、11.3NBS、11.4NBS、11.5NBS、11.6NBS、11.7NBS、11.8NBS、11.9NBS、12NBS、12.1NBS、12.2NBS、12.3NBS、12.4NBS、12.5NBS、12.6NBS、12.7NBS、12.8NBS、12.9NBS、13NBS、13.1NBS、13.2NBS、13.3NBS、13.4NBS、13.5NBS、13.6NBS、13.7NBS、13.8NBS、13.9NBS、14NBS或15NBS等，或者为0.2NBS～15NBS之间的任意其他数值。

进一步地，基膜与涂胶层的色差为0.2NBS～8NBS。

根据本申请的实施例，在涂胶层固化前，基膜与涂胶层的色差为2NBS～15NBS；在涂胶层的制备过程中加入染料，涂胶隔膜的制备过程中，基膜与涂覆有涂胶浆料的涂胶层(未固化)之间存在较大的色差，可检测单位面积内的隔膜涂胶面积，有效控制涂胶的均匀性。在涂胶层固化处理过程中，可能会导致染料损失。若选择挥发性染料加入涂胶层中，则涂胶层在制备过程中会发生挥发，大部分染料会从涂胶层中挥发小时，减少了对电池性能的影响。最终，涂胶层中可能有少量的染料残留，仍会检测到基膜与涂层之间的色差，因此，在涂胶层固化后，基膜与涂胶层的色差为0.2NBS～8NBS。更进一步地，基膜与涂胶层的色差为0.2NBS～3NBS。

根据本申请的实施例，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％～95％。

目前，出于提高隔膜与电解液润湿性、增强隔膜的热稳定性、提高离子迁移率等原因考虑，隔膜表面的涂胶层通常不是100％全覆盖，单位面积内的隔膜涂胶面积是小于100％的，传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测，但是本申请通过在涂胶层中加入颜色区别于基膜的染料，可提高涂胶层与基膜的颜色对比度，从而可实现对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测。基于目前涂胶层的覆盖率，本申请可适用于涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％～95％的情况。具体示例中，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％等。

根据本申请的实施例，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的10％～50％。

目前，涂胶层在基膜表面的涂覆面积占基膜面积越低越难识别，越难进行检测、控制涂覆的均匀性。但本申请通过在涂胶层中加入颜色区别于基膜的染料，可提高涂胶层与基膜的颜色对比度，当在基膜表面涂敷面积较小时，随机分布的小胶粒由于轻薄，颜色对比度较低，覆盖率检测准确率较低，而本申请的方法，在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的小于50％的情况下，仍能有效检测出单位面积内的隔膜涂胶面积，对于涂胶隔膜的制备、提高电池性能具有重要意义。

具体示例中，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％等。

更进一步地，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的15％。

根据本申请的实施例，涂胶层还包括胶粒，胶粒包括聚偏氟乙烯胶粒、聚乙烯醇胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯胶粒和AFL胶粒中的至少一种。

本申请实施例中可采用热熔型粘结剂作为涂胶层的原料，热熔型粘结剂包括胶粒。本申请中，涂胶层采用的胶粒种类不受限制，满足电池隔膜的需求即可，可采用本领域公知的涂胶层用胶粒。

具体示例中，本申请胶粒可包括聚偏氟乙烯(PVDF)胶粒、聚乙烯醇(PVA)胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶粒和AFL胶粒中的至少一种。

其中，AFL胶粒为"丙烯酸类、聚丙烯酸类改性胶粒"，如改性丙烯酸类胶粒或聚丙烯酸改性胶粒。

根据本申请的实施例，染料为可溶于溶剂，或不溶于溶剂。

本申请实施例选择加入涂胶层的染料的溶解性无限定，可溶于溶剂(如水或有机溶剂)，也可不溶于溶剂。

进一步地，染料为不溶于溶剂或染料在溶剂中的溶解度较低。

本申请实施例中，不溶或低溶解度的染料加入涂胶浆料中，染料以颗粒状存在于涂胶浆料中，后期在去溶剂过程中，溶剂挥发，挥发后在涂胶层中形成孔隙，利于透气、为锂离子通道，降低了涂胶层堵孔的概率。

本申请实施例的第二方面提出了一种隔膜的制备方法，包括步骤：

将染料与涂胶浆料混合，得到混合浆料；

将混合浆料涂覆在基膜上形成涂胶层，得到隔膜；染料的颜色与基膜的颜色不同。

本申请实施例提供的隔膜的制备方法，是一种涂胶隔膜的制备方法，不改变现有涂胶的制备工序，直接在涂胶浆料中加入染料，制备方法简单，利于工业化生产。

本申请实施例通过在涂胶层中加入染料，染料的颜色与基膜的颜色不同，涂胶层和基膜的颜色对比度高，使得涂胶区域明显区别于未涂敷区域，涂覆识别度高，识别误差小，从而对单位面积内的隔膜涂胶面积，可以在现有条件下实现CCD在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜。此外，本申请可适用于各种厚度的涂胶层。

根据本申请实施例，染料满足一下至少一项：

涂胶层的原料包括热熔型粘结剂，染料的开始挥发温度小于或等于热熔型粘结剂的熔化温度；

染料包括甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种。

本申请实施例中，加入涂胶层的染料的开始挥发温度满足上述条件，除了可提高涂胶层和基膜的颜色对比度外，染料在对涂胶层的原料进行热熔融处理过程中受热挥发，最终涂胶层中仅残留少量的染料成分，可极大的降低染料的加入对电池性能的影响，利于保持电池体系的稳定。具体实施方式中，可基于涂胶层的原料成分、电池的制备工艺等选择具有适合本申请的开始挥发温度的染料。

一些实施例中，选择甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种染料加入涂胶层中，可提高涂胶层和基膜的颜色对比度，实现对单位面积内的隔膜涂胶面积的检测，可通过CCD检测设备实现全部在线全检。

一些实施例中，选择甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种染料加入涂胶层中，这些染料具有相对较低的开始挥发温度，在对涂胶层的原料进行热熔融处理过程中，染料受热消失或弱化，可以保持隔膜在电池中的稳定，降低因染料加入对电池性能的影响。

根据本申请的实施例，制备方法还包括：将混合浆料涂覆在基膜上形成涂胶层的步骤包括：将混合浆料涂覆在基膜上后进行热熔融处理。

制备涂胶隔膜的方法中，在基膜上涂覆涂胶浆料后，需要进行热熔融处理，实现固化最终形成涂胶层。

若染料为挥发性染料，且染料的开始挥发温度小于或等于热熔型粘结剂的熔化温度时，染料在对涂胶层的原料进行热熔融处理过程中会挥发，可以保持隔膜在电池中的稳定，降低因染料加入对电池性能的影响。

将隔膜用于制备电池过程中，将涂敷隔膜卷入极芯中，在电芯制备的中段，将极芯进入烘烤工序，隔膜上的染料受高温烘烤后挥发，从而降低染料对电池性能的影响。

根据本申请的实施例，混合浆料在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％～95％。

目前，出于提高隔膜与电解液润湿性、增强隔膜的热稳定性、提高离子迁移率等原因考虑，隔膜表面的涂胶层通常不是100％全覆盖，单位面积内的隔膜涂胶面积是小于100％的，传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测，但是本申请通过在涂胶层中加入颜色区别于基膜的染料，可提高涂胶层与基膜的颜色对比度，从而可实现对单位面积内的隔膜涂胶面积进行检测。基于目前涂胶层的覆盖率，本申请可适用于涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％～95％的情况。具体示例中，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％等。

根据本申请的实施例，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的10％～50％。具体示例中，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％等。进一步地，涂胶层在基膜表面的涂覆面积为基膜面积的15％。

根据本申请的实施例，染料的加入量占涂胶浆料的质量的3％以内。

本申请实施例中，在涂胶浆料中加入的染料越多，涂胶层与基膜的颜色对比度越大，但是可能会影响电池隔膜的电化学性能、降低电池的电化学性能，增加制备成本。此外，涂胶量与颜色深浅有强相关性。

本申请实施例中，染料加入涂胶浆料的加入量满足上述条件，利于平衡涂胶层与基膜的颜色对比度、电池性能和制备成本等各方面需求，实现对单位面积内的隔膜涂胶面积的有效检测。具体示例中，染料的加入量占涂胶浆料的质量的3％以内、2.8％以内、2.6％以内、2.4％以内、2.2％以内、2.0％以内、1.8％以内、1.6％以内、1.4％以内、1.2％以内、1％以内、0.8％以内、0.6％以内、0.4％以内、0.2％以内、0.1％以内、0.08％以内、0.06％以内、0.04％以内、0.02％以内、0.01％以内、0.005％以内等。

根据本申请的实施例，染料的加入量占涂胶浆料的质量的0.01％～1％。

本申请实施例中，染料的加入量占涂胶浆料的质量的0.01％～1％，可有效平衡涂胶层与基膜的颜色对比度、电池性能和制备成本等各方面需求，实现对单位面积内的隔膜涂胶面积的有效检测，利于提高电池的电化学性能，保障涂胶层的粘接性能。具体示例中，染料的加入量占涂胶浆料的质量的0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等。

根据本申请的实施例，制备方法还满足一下至少一项：

涂胶浆料包括胶粒和溶剂；胶粒包括聚偏氟乙烯胶粒、聚乙烯醇胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯胶粒和AFL胶粒中的至少一种；溶剂包括水或有机溶剂；

基膜的材料包括聚烯烃、聚偏氟乙烯、芳纶、纤维素和聚酰亚胺中至少一种。

本申请中，涂胶层采用的胶粒种类不受限制，满足电池隔膜的需求即可，可采用本领域公知的涂胶层用胶粒。基膜的材料不受限制，可采用本领域公知的基膜的材料。

具体示例中，本申请胶粒可包括聚偏氟乙烯(PVDF)胶粒、聚乙烯醇(PVA)胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶粒和AFL胶粒中的至少一种。

其中，AFL胶粒为"丙烯酸类、聚丙烯酸类改性胶粒"，如改性丙烯酸类胶粒或聚丙烯酸改性胶粒。

基膜的材料包括聚烯烃、聚偏氟乙烯、芳纶、纤维素和聚酰亚胺中至少一种，具体示例中，如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、纤维素和聚酰亚胺中至少一种等。

根据本申请的实施例，有机溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、正己烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲亚砜(DMSO)中至少一种。

根据本申请的实施例，涂胶浆料中还包括其他助剂，其他助剂包括分散剂、润湿剂和粘结剂中至少一种。

分散剂、润湿剂和粘结剂的选取，可基于本领域公知的用于隔膜涂胶层的助剂进行选择。

进一步地，分散剂包括有机分散剂和\或无机分散剂。

更进一步地，有机分散剂包括但不限于：脂肪族酰胺类、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。

更进一步地，无机分散剂包括但不限于硅酸盐类和碱金属磷酸盐类中的至少一种。碱金属磷酸盐类包括但不限于：三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的至少一种。

进一步地，润湿剂包括但不限于：阴离子型和非离子型表面活性剂中的至少一种。润湿剂主要是解决浆料的表面张力过大的问题，利于涂覆在基膜上，形成锂电池隔膜，也可以提高浆料与隔膜之间的粘接性。

进一步地，粘结剂包括但不限于丙烯酸型粘结剂。

根据本申请的实施例，浆料的原料包括胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂和水；浆料的原料与染料的质量配比满足：

胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):(0.05～1)。

本申请实施例提供的水系涂胶浆料的组成配方满足上述要求，采用该水系涂胶技术，可获得涂胶层与基膜颜色对比度较大，便于检测单位面积内的隔膜涂胶面积。制备过程中，可CCD检测设备进行在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜，提高涂覆均匀性，提高电池的电化学性能和涂胶层的粘结性能。具体示例中，胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.05、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.08、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.1、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.2、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.3、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.4、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.5、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.6、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.7、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.8、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):0.9、1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):1等。

进一步地，胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:0.08：0.007:0.3:10:0.5。

本申请实施例第三方面提出了一种电池，包括上述的隔膜，或者包括上述的制备方法所得的隔膜。

本申请实施例提供的电池，具有上述隔膜，制备过程中便于检测单位面积内的隔膜涂胶面积，控制涂胶层的均匀性，利于提高电池的电化学性能和涂胶层的粘接性。

隔离膜设置在正电极片和负极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。

根据本申请的实施例，电池还包括正极片、负极片和电解液。

在电池充放电过程中，活性离子在正电极片和负极片之间往返嵌入和脱出。电解液在正电极片和负极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正电极片和负极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。

根据本申请的实施例，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一侧表面的正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料。正极集流体及正极活性材料层的各原料(包括正极活性材料)可采用本领域公知的用于电池的材料。

根据本申请的实施例，负极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一侧表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料。或者负极极片采用锂金属片。负极集流体及负极活性材料层的各原料(包括负极活性材料)可采用本领域公知的用于电池的材料。

根据本申请的实施例，电解液可采用本领域公知的电解液。

本申请实施例第四方面提出了一种用电设备，包括上述的电池。

本申请实施例提供的用电设备具有上述电池，电池用于提供电能供给，具有较高的安全性和较长的使用寿命。

用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、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、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。

作为另一个实施例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用电池单体作为电源。

需要说明的是，前面针对本申请第一方面和第二方面的隔膜所描述的特征和优点，同样适用于本申请第三方面的电池和第四方面的用电设备，在此不再赘述。

下面将结合实施例对本申请的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

1、正极片的制备

将正极活性材料磷酸铁锂、导电剂导电炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)按照质量比为100:8:2.5:60搅拌混合均匀后，得到正极浆料，将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔的两侧表面，经过烘干、辊压、制片得到正极片。

2、负极片的制备

将负极活性材料石墨、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、导电石墨、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和水按照质量比为100:3:1.5:1:2:115搅拌混合后，得到负极浆料，将负极浆料涂覆于负极集流体铜箔的两侧表面，经过烘干、辊压、制片得到负极片。

3、电解液的制备

电解液(电解液由13wt％的LiPF₆、26wt％碳酸乙烯酯(EC)、61wt％的碳酸二乙酯(DEC)组成)

4、隔膜的制备

胶粒(聚偏氟乙烯(PVDF)胶粒)、分散剂(乙烯基双硬脂酰胺)、润湿剂(十二烷基硫酸钠)、粘结剂(丙烯酸甲酯)、水、染料(亚甲基蓝染料)的质量比为1:0.08:0.007:0.3:10:0.5，混合制成浆料；采用水系喷涂的方式将浆料涂敷于聚丙烯隔膜的一层，覆盖率为25％，形成有色的涂胶隔膜。

5、锂离子电池制备

将上述制备得到的负极片、隔膜和正极片依序放置后，卷绕得到电芯，将电芯置于外包装箔后，电池进入120℃烘烤10h，注入电解液(电解液由13wt％的LiPF₆、26wt％EC、61wt％的DEC组成)，在0.3MPa拘束压力下进行化成得到锂离子电池。

实施例2-3

实施例2采用实施例1的方法，区别在于：采用瓜偏碱替换实施例1的亚甲基蓝。

实施例3采用实施例1的方法，区别在于：采用甲醛蓝替换实施例1的亚甲基蓝。

实施例4-6

实施例4采用实施例1的方法，区别在于：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:0.08:0.007:0.3:10:0.05。

实施例5采用实施例1的方法，区别在于：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:0.08:0.007:0.3:10:0.1。

实施例6采用实施例1的方法，区别在于：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:0.08:0.007:0.3:10:1。

实施例7-9

实施例7采用实施例1的方法，区别在于：浆料在基膜表面的涂覆面积占基膜面积的5％。

实施例8采用实施例1的方法，区别在于：浆料在基膜表面的涂覆面积占基膜面积的50％。

实施例9采用实施例1的方法，区别在于：浆料在基膜表面的涂覆面积占基膜面积的95％。

实施例10

采用实施例1的方法，区别在于：基膜的材料替换为芳纶。

实施例11

采用实施例1的方法，区别在于：烘干温度替换为80℃。

对比例1

采用实施例1的方法，区别在于：隔膜制备中，涂胶浆料中未加入染料。

性能测试

一、检测方法：

1、色差：取实施例和对比例提供的样品作为试样采用色差仪测量，具体步骤为：

(1)开启设备：首先要对色差仪进行开机操作，按下开机键，等待设备自检完成即可。

(2)选择校准模式：切换到校准模式，在空白板上进行白色标准校准，随后采用黑色标准校准。

(3)选择测量模式：在设备中选择颜色测量模式，选择需要测量的样品，并将其放在测试台上。

(4)设置条件：将测试仪从样品垂直的方向进行测量。

(5)测量：按下测量按钮，进行颜色测量即可，记录数据△E。

二、性能检测结果：

1、色差检测结果。

对实施例和对比例提供的试样的色差的检测结果如表1所示。

从表1可以看出，本申请实施例提供的方案，制备电池的隔膜过程中，通过在涂胶层中加入染料，染料的颜色与基膜的颜色不同，涂胶层和基膜的颜色对比度高，色差较大，使得涂胶区域明显区别于未涂敷区域，涂覆识别度高，识别误差小，从而对单位面积内的隔膜涂胶面积，可以在现有条件下实现CCD在线全部且设备全检测，拦截不均匀涂敷隔膜。

表1色差检测结果

试样	烘干前△E(NBS)	烘干后△E(NBS)
			实施例1	6.27	0.30
实施例2	6.30	3.0
			实施例3	6.77	2.2
实施例4	3.10	0.21
			实施例5	4.93	0.23
实施例6	7.98	0.42
			实施例7	3.24	0.22
实施例8	7.24	0.61
			实施例9	10.34	1.34
实施例10	6.32	0.33
			实施例11	6.27	5.98
对比例1	0.11	0.11

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种隔膜，其特征在于，包括基膜和位于所述基膜至少一侧表面的涂胶层；

所述涂胶层包括染料；

所述染料的颜色与所述基膜的颜色不同。

2.根据权利要求1所述隔膜，其特征在于，所述涂胶层的原料包括热熔型粘结剂，所述染料的开始挥发温度小于或等于所述热熔型粘结剂的熔化温度。

3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述染料包括甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种。

4.根据权利要求1至3任一项所述的隔膜，其特征在于，所述基膜与所述涂胶层的色差为0.2NBS～15NBS。

5.根据权利要求1至4任一项所述的隔膜，其特征在于，所述涂胶层在所述基膜表面的涂覆面积为所述基膜面积的5％～95％。

6.根据权利要求4至5任一项所述的隔膜，其特征在于，所述涂胶层在所述基膜表面的涂覆面积为所述基膜面积的10％～50％。

7.根据权利要求4至6任一项所述的隔膜，其特征在于，所述涂胶层包括胶粒，所述胶粒包括聚偏氟乙烯胶粒、聚乙烯醇胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯胶粒和AFL胶粒中的至少一种。

8.一种隔膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

将染料与涂胶浆料混合，得到混合浆料；

将所述混合浆料涂覆在基膜上形成涂胶层，得到隔膜；所述染料的颜色与所述基膜的颜色不同。

9.根据本申请实施例8所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述染料满足一下至少一项：

所述涂胶层的原料包括热熔型粘结剂，所述染料的开始挥发温度小于或等于所述热熔型粘结剂的熔化温度；

所述染料包括甲醛蓝、瓜偏碱和亚甲基蓝中至少一种。

10.根据权利要求8或9所述的隔膜的制备方法，其特征在于，将所述混合浆料涂覆在基膜上形成涂胶层的步骤包括：将所述混合浆料涂覆在基膜上后进行热熔融处理。

11.根据权利要求8至10任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述混合浆料在所述基膜表面的涂覆面积为所述基膜面积的5％～95％。

12.根据权利要求8至11任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述染料的加入量占所述涂胶浆料的质量的3％以内。

13.根据权利要求8至12任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述染料的加入量占所述涂胶浆料的质量的0.01％～1％。

14.根据权利要求8至13任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，还满足一下至少一项：

所述涂胶浆料包括胶粒和溶剂；所述胶粒包括聚偏氟乙烯胶粒、聚乙烯醇胶粒、聚甲基丙烯酸甲酯胶粒和AFL胶粒中的至少一种；所述溶剂包括水或有机溶剂；

所述基膜的材料包括聚烯烃、聚偏氟乙烯、芳纶、纤维素和聚酰亚胺中至少一种。

15.根据权利要求8至14任一项所述的隔膜的制备方法，其特征在于，所述浆料的原料包括胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂和水；所述浆料的原料与所述染料的质量配比满足：

胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、水、染料的质量比为1:(0.05～0.1):(0.005～0.009)：(0.1～0.5):(2～15):(0.05～1)。

16.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的隔膜，或者包括权利要求8至15任一项所述的制备方法所得的隔膜。

17.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求16所述的电池。