CN210156470U - 一种隔膜及含该隔膜的锂离子二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜，包括隔膜本体以及设置于所述隔膜本体至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括若干个支撑区域和若干个粘接区域，每相邻两个所述支撑区域之间设置有一个所述粘接区域，所述支撑区域包括第一聚合物，所述粘接区域包括第二聚合物，所述第一聚合物的粒度分布范围值大于所述第二聚合物的粒度分布范围值。相比于现有技术，本实用新型为极片提供膨胀空间，并且热压后与极片之间具有良好的粘接性，解决电芯的变形问题，同时使得隔膜与极片之间具有良好的界面。除此之外，本实用新型还提供一种含该隔膜的锂离子二次电池。

Description

一种隔膜及含该隔膜的锂离子二次电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及含该隔膜的锂离子二次电池。

背景技术

随着消费电子产品(手机，平板，笔记本等)和新能源汽车在人们的生活中越来越普及，锂离子电池的需求越来越多，对锂离子电池的要求也越来越高。

锂离子二次电池的隔离膜作为正负极的隔离，夹在正负极之间，主要作用是防止正负极直接接触发生短路。随着锂离子二次电池的能量密度不断的提高，高克容量的石墨负极致使其充放电过程中的膨胀非常大，导致了电池的扭曲变形。

为了解决上述问题，行业内在隔离膜表面涂覆一层由无机粒子组成的多孔绝缘层另外再在该多孔绝缘层上涂覆一层聚合物的粘结层或涂覆无机粒子和聚合物粘结层的混合涂层来解决安全问题和变形问题，因为无机粒子具有良好的热稳定性能保证其安全性，聚合物能够与极片粘结在一起抑制电池的变形。其中，中国专利CN102569701A是先在隔膜上形成无机粒子的绝缘层，然后再涂覆聚合物的粘结层。中国专利CN101326658A则通过多次涂布在多孔基材表面形成粘结剂聚合物/无机粒子含量比梯度变化来实现，但多层涂覆对隔离膜的孔会堵塞较严重，影响电池的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔膜，为极片提供膨胀空间，热压后与极片之间具有良好的粘接性，使得隔膜与极片之间具有良好的界面。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种隔膜，包括隔膜本体以及设置于所述隔膜本体至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括若干个支撑区域和若干个粘接区域，每相邻两个所述支撑区域之间设置有一个所述粘接区域，所述支撑区域包括第一聚合物，所述粘接区域包括第二聚合物，所述第一聚合物的粒度分布范围值大于所述第二聚合物的粒度分布范围值。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述第一聚合物的粒度分布范围为1.0～50.0μm。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述第二聚合物的粒度分布范围为0.1～1.0μm。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，在所述功能涂层中，所述支撑区域与所述粘接区域的面积分布比为1:99～99:1。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述功能涂层的厚度为1.0～50.0μm。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述功能涂层的正向投影面积占所述隔膜本体的正向投影面积的10～90％。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述第一聚合物包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述第二聚合物包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

作为本实用新型所述的隔膜的一种改进，所述隔膜本体为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯和聚丙烯复合隔膜、聚酰亚胺膜或无纺布。

本实用新型的另一个目的在于提供一种锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液以及位于正极片和负极片之间的隔膜，所述隔膜为前文任一段所述的隔膜。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种隔膜，包括隔膜本体以及设置于所述隔膜本体至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括若干个支撑区域和若干个粘接区域，每相邻两个所述支撑区域之间设置有一个所述粘接区域，所述支撑区域包括第一聚合物，所述粘接区域包括第二聚合物，所述第一聚合物的粒度分布范围值大于所述第二聚合物的粒度分布范围值。相比于现有技术，本实用新型在隔膜本体的至少一表面设置功能涂层，其中，支撑区域含有粒度分布范围值大的第一聚合物，主要起到支撑作用，能够在极片和隔膜之间形成间隙，给极片提供膨胀空间，解决电池的变形问题；粘接区域含有粒度分布范围值小的第二聚合物，主要起到粘接作用，通过热压工艺后与极片形成良好的接触，从而在隔膜和极片之间形成良好的界面，提高电池性能。

附图说明

图1是本实用新型的纵向剖面图。

图2是本实用新型的俯视图。

其中：1-隔膜本体，2-功能涂层，2a-支撑区域，2b-粘接区域。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1～2所示，一种隔膜，包括隔膜本体1以及设置于隔膜本体1至少一表面上的功能涂层2，功能涂层2包括若干个支撑区域2a和若干个粘接区域2b，每相邻两个支撑区域2a之间设置有一个粘接区域2b，支撑区域2a包括粒度分布范围为1.0～50.0μm的第一聚合物，粘接区域2b包括粒度分布范围为0.1～1.0μm的第二聚合物。在功能涂层2中采用粒度分布范围值不同的第一聚合物和第二聚合物配合，其中，第一聚合物的粒度分布范围值较大，不仅能起到支撑作用，而且给电池极片的膨胀预留了足够的空间，从而能防止电池变形；第二聚合物的粒度分布范围值较小，当极片热压时，能使得隔膜与极片之间具有很好的粘接作用，从而形成良好的界面，改善电池的性能。

进一步地，在功能涂层2中，支撑区域2a与粘接区域2b的面积分布比为1:99～99:1。当支撑区域2a面积分布过大时，功能涂层2几乎是粒度分布范围大的颗粒，无法给极片的膨胀留出足够的空间，不能有效防止电池变形，相应地粘接区域2b较小，粘接能力也相应较差。而当支撑区域2a分布面积过小时，功能涂层2几乎是粒度分布范围小的颗粒，虽然粘接能力改善了，但是并没有存在足够的膨胀空间。因此，支撑区域2a的面部占比过大或过小都不能有效改善电池的形变问题。

进一步地，功能涂层2的厚度为1.0～50.0μm。若功能涂层2的厚度过小，起不到改善电池的形变问题，也改善不了隔膜与极片之间的界面问题。而当功能涂层2的厚度过大，会降低电池的能量密度。

进一步地，功能涂层2的正向投影面积占隔膜本体1的正向投影面积的10～90％。如此设置，可减少功能涂层2对隔膜透气度的影响并为极片的膨胀提供空间，提高电池循环及倍率性能。

进一步地，第一聚合物和第二聚合物分别包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

进一步地，隔膜本体1为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯和聚丙烯复合隔膜、聚酰亚胺膜或无纺布。

需要说明的是，本实施例中隔膜的涂布过程是：先在隔膜本体1上涂布含有粒度分布范围为0.1～1.0μm的第二聚合物，形成若干个粘接区域2b，每相邻两个粘接区域2b之间留有空隙；然后再在空隙处涂布含有粒度分布范围为1.0～50.0μm的第一聚合物，形成若干个支撑区域2a。

实施例2

一种锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液以及位于正极片和负极片之间的隔膜，隔膜为实施例1的隔膜。

需要说明的是，由于本实施例的锂离子二次电池含有实施例1的隔膜，因此，本实施例的锂离子二次电池解决的传统电池的形变问题，并且极片与隔膜之间具有良好的界面，有效地提高了电池的循环性能和倍率性能。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种隔膜，其特征在于：包括隔膜本体以及设置于所述隔膜本体至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括若干个支撑区域和若干个粘接区域，每相邻两个所述支撑区域之间设置有一个所述粘接区域，所述支撑区域包括第一聚合物，所述粘接区域包括第二聚合物，所述第一聚合物的粒度分布范围值大于所述第二聚合物的粒度分布范围值。

2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述第一聚合物的粒度分布范围为1.0~50.0μm。

3.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述第二聚合物的粒度分布范围为0.1~1.0μm。

4.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：在所述功能涂层中，所述支撑区域与所述粘接区域的面积分布比为1:99~99:1。

5.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述功能涂层的厚度为1.0~50.0μm。

6.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述功能涂层的正向投影面积占所述隔膜本体的正向投影面积的10~90%。

7.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述隔膜本体为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯和聚丙烯复合隔膜、聚酰亚胺膜或无纺布。

8.一种锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液以及位于正极片和负极片之间的隔膜，其特征在于：所述隔膜为权利要求1~7任一项所述的隔膜。

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