CN209418618U - 一种锂离子电池隔膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子电池隔膜,包括隔膜基材，所述隔膜基材的上下两面分别涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层与隔膜基材形成海相结构，所述陶瓷涂层上设有聚合物粘结层，所述聚合物粘结层被陶瓷涂层包围而形成岛相结构。本实用新型的隔膜涂层为陶瓷涂层与PVDF涂层的海岛相结构，其中陶瓷涂层为海相，具有优异的抵抗热收缩特性；PVDF颗粒为岛相结构，具有优异的粘接性，同时解决了隔膜的热收缩特性、粘接性并且具备优异的充放电性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜。
背景技术
随着消费类电子产品的更新换代以及动力交通工具的飞速发展，储能设备正在朝着更高能量密度、更长的使用寿命、更高的安全性方向发展。在所有二次电池中，锂离子电池具备高比能量、高比功率、长循环寿命和优异高低温性能等特点，已经在各种领域得到了广泛应用。
二次锂离子电池经过了近25年的发展，能量密度已经可以做到700Wh/L甚至更高，但是受到材料本身性质以及工艺方法的限制。当锂离子电池能量密度提高后，它的功率性能、循环寿命、高温性能以及安全性等性能受到了不同程度的限制。目前的二次锂离子电池的充电电压可以做到4.45V，但锂离子电池中使用的隔膜为PE材料，该材料在4.45V电压下会被氧化破坏。因此在PE材质的隔膜使用过程中，需要在PE隔膜表面涂敷一层抗氧化性的陶瓷或者粘结胶材料，以抵御使用过程中的氧化现象的发生。目前应用到隔膜涂层的材料有很多种，诸如聚酰亚胺、PVDF、氧化铝、氧化硅、勃姆石、芳纶材料等都被应用于隔膜涂层，但以上材料各自都存在其优越性和不足之处。
如今锂离子电池发展的因素除了上述材料本身性质以及工艺方法的限制外，主要是还是受到电性能和安全性能的制约。与隔膜有关的电性能方面的因素是隔膜在使用过程中的变形现象，即在锂离子电池充放电使用过程中厚度方向会发生膨胀，然后造成隔膜存在一定的内部应力，如果隔膜表面没有粘结胶对隔膜与极片加以束缚的话，电池就会发生形变，最终造成电池性能的恶化；与隔膜有关的安全性能方面的影响是锂离子电池在受热或者发生内部短路现象时，隔膜会受热发生收缩，从而造成电池内部大面积的内部短路，造成热失控，引发电池的冒烟、起火、爆炸现象的发生。
目前市场上的隔膜涂层只能解决锂离子电池的一项需求，无法兼顾上述两种要求，因此需要设计出一种能够同时可以解决电池变形和内部热失控的新型涂层隔膜。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种锂离子电池涂层隔膜，其能够同时解决上述锂离子电池的电性能和安全性能的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂离子电池隔膜,包括隔膜基材，所述隔膜基材的上下两面分别涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层与隔膜基材形成海相结构，所述陶瓷涂层上设有聚合物粘结层，所述聚合物粘结层被陶瓷涂层包围而形成岛相结构。
作为优选方案，所述陶瓷涂层上设有细孔，所述聚合物粘结层镶嵌在细孔内而形成均匀分布的岛相结构。
作为优选方案，所述聚合物粘结层镶嵌到细孔内的部分和露出细孔外的部分比例为1:3。
作为优选方案，所述聚合物粘结层的竖直高度高于所述陶瓷涂层的竖直高度。
作为优选方案，所述聚合物粘结层呈颗粒状。
作为优选方案，所述聚合物粘结层为PVDF材质。
作为优选方案，所述陶瓷涂层为氧化铝涂层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：首先，将一层致密的陶瓷涂层均匀的涂敷在隔膜基材表面，形成海相结构，很大幅度提高了基材隔膜的热收缩性能，可以最大程度避免锂离子电池发生热失控时受到的伤害；其次，上述陶瓷涂层中均匀的分布有一些颗粒状的聚合物粘结层，作为岛相镶嵌在陶瓷的海相中间，在制作成锂离子电池之后该岛相结构可牢固的把隔膜基材和极片粘接在一起，形成聚合物结构，从而在聚合物锂离子电池使用过程中电池不会发生变形，从而保证了锂离子电池的电性能要求；最后，以上两种结构是在一次涂敷工艺中完成的，从锂离子电池制作成本上来讲，简化了工艺流程，减少了材料浪费，从而降低了成本，提升了品质，最终提升了产品在市场上的竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型锂离子电池隔膜的示意图。
1-锂离子电池隔膜；11-隔膜基材；12-陶瓷涂层；13-聚合物胶粘层；14-细孔。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
请参照图1，一种锂离子电池隔膜，包括隔膜基材11，在隔膜基材11的上下两面分别涂覆有致密的陶瓷涂层12，陶瓷涂层12与隔膜基材11形成海相结构，陶瓷涂层12上设有聚合物粘结层13，聚合物粘结层13被陶瓷涂层12包围而形成岛相结构，其中，在陶瓷涂层12上设有细孔14，聚合物粘结层13镶嵌在细孔14内而形成均匀分布的岛相结构，聚合物粘结层13镶嵌到细孔14内的部分与露出细孔14外的部分比例为1:3。
进一步地，聚合物粘结层13呈颗粒状，聚合物粘结层13的竖直高度大于陶瓷涂层12的竖直高度，在本实施例中陶瓷涂层12采用氧化铝涂层，聚合物粘结层12的材质为PVDF材质。
在本实用新型采用海岛相结构，其由陶瓷涂层12的海相结构以及聚合物粘结剂层13的岛相结构组成，海相结构的陶瓷涂层12用于抵抗隔膜的热收缩，保证锂电池的安全性能，岛相结构的聚合物粘结层13用于解决隔膜与极片之间的粘接，保证循环过程中锂离子电池不发生形变。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于：包括隔膜基材，所述隔膜基材的上下两面分别涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层与隔膜基材形成海相结构，所述陶瓷涂层上设有聚合物粘结层，所述聚合物粘结层被陶瓷涂层包围而形成岛相结构。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层上设有细孔，所述聚合物粘结层镶嵌在细孔内而形成均匀分布的岛相结构。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物粘结层镶嵌到细孔内的部分和露出细孔外的部分比例为1:3。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物粘结层的竖直高度高于所述陶瓷涂层的竖直高度。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物粘结层呈颗粒状。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物粘结层为PVDF材质。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层为氧化铝涂层。
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021195908A1 (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 改善电池循环性能的方法和电子装置 |
| CN114335899A (zh) * | 2022-01-30 | 2022-04-12 | 中材锂膜有限公司 | 复合涂层隔膜及其制备方法 |
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2018
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| CN113785428A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-12-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 改善电池循环性能的方法和电子装置 |
| CN113785428B (zh) * | 2020-03-31 | 2023-02-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 改善电池循环性能的方法和电子装置 |
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