CN215732079U - 一种锂电池隔膜及包括其的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种锂电池隔膜及包括其的锂离子电池，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜、勃姆石层和第二基膜。与传统的勃姆石层‑基膜‑勃姆石层结构相比，本实用新型在勃姆石层两侧设置基膜可以大幅提升隔膜强度，提升隔膜热安全性，提升电池抗机械能力，且隔膜表面不存在粉体，解决电池制造过程中隔膜掉粉问题。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，涉及一种锂电池隔膜及包括其的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池广泛应用于电子通讯、储能及动力电源等领域，主要由正极、负极、电解质和电池隔膜构成，其中，电池隔膜是不导电的，位于正极和负极之间，防止二者因接触而短路，同时允许电解质离子通过，从而产生电流，当前的电池隔膜多为具有微孔结构的聚乙烯组合物膜，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的电池隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用。
电池隔膜的性能主要用以下指标来表征：隔断性要求电池隔膜具有隔断性和电子绝缘性，保证正、负极的有效机械隔离；孔隙率要求隔膜具有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子迁移率，对锂离子有很好的透过性；化学稳定性和电稳定性要求隔膜具备耐湿性和耐电解液腐蚀性；浸润性要求隔膜对电解液的浸润性好，并具有较好的吸液保湿能力和离子通透性；力学强度要求隔膜在厚度尽可能小的同时要保证足够的力学性能和抗震性，包括穿刺强度和拉伸强度；安全性要求隔膜要具有热稳定性和自动关断保护性能，包括闭孔温度和破膜温度。电池隔膜的多项性能指标间是相互关联的，想要兼顾多项性能、得到各项指标均较好的电池隔膜目前仍具有较大难度。
CN111785899A公开了一种锂离子电池隔膜及含有该隔膜的锂离子电池，所述锂离子电池隔膜包括基材层和涂覆层，基材层的材料为PP，PE，PP与PE复合材料，芳纶，无纺布等其中的一种材料，涂覆层为氧化铝或勃姆石。所述涂覆层间歇涂覆于基材上，涂覆的结构可为单面涂覆或双面涂覆其中的一种，其涂覆间隔的距离为梯度分布，涂覆间距与卷绕时的圆弧角大小相吻合。在电芯卷绕过程中，间歇涂覆的隔膜可适量增大正极和负极的有效物质含量，在制备同等规格电池时，可提高锂电池的容量。
CN205406613U公开了一种软陶瓷锂离子电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜基层，所述聚烯烃微孔膜基层的上表面和/或下表面覆设软陶瓷层。所述勃姆石的莫氏硬度为3.0～3.5。所述软陶瓷层的厚度为1～10μm；所述聚烯烃微孔膜的厚度为9～60μm，孔隙率为30～60％。所述的聚烯烃微孔膜为PP、PE单层隔膜或PP/PE双层或PE/PP/PE三层复合膜。
CN111446403A公开了一种石墨烯强化陶瓷隔膜及其制备方法，以石墨烯、陶瓷粉体、隔膜为主材，将陶瓷粉体与石墨烯在溶剂中混合均匀，加入粘结剂等材料得到涂布浆料，以凹版涂布、喷涂、浸涂中的任一方式将混合好的浆料涂布于PP、PE、无纺布隔膜表面形成1～5μm的厚度陶瓷涂层，烘干后得到石墨烯强化混合涂布多功能陶瓷隔膜。
电池中应用到的隔膜制备工艺一般为干法和湿法，随着锂离子电池的能量密度逐渐提升，对隔膜的要求也逐渐增加，要求更薄的隔膜提升电池中的空间利用率，同时高能量密度伴随着安全问题，隔膜变薄安全性能会减弱，因此大多使用基膜+陶瓷或勃姆石能方式提升热安全性能，但是涂陶瓷/勃姆石隔膜容易掉粉，引发其他的电池安全问题以及性能问题，如电池自放电变大，隔膜强度不足，电池抗机械冲击能力变弱等。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种锂电池隔膜及包括其的锂电池，与传统的勃姆石层-基膜-勃姆石层结构相比，本实用新型在勃姆石层两侧设置基膜可以大幅提升隔膜强度，提升隔膜热安全性，提升电池抗机械能力，且隔膜表面不存在粉体，解决电池制造过程中隔膜掉粉问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
第一方面，本实用新型提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜、勃姆石层和第二基膜。
本实用新型设计了一种三明治结构的锂电池隔膜，中心为勃姆石层，两侧为第一基膜和第二基膜，勃姆石重量较传统的氧化铝陶瓷轻，因此能降低电池中隔膜的重量。此外，与传统的勃姆石层-基膜-勃姆石层结构相比，本实用新型在勃姆石层两侧设置基膜可以大幅提升隔膜强度，提升隔膜热安全性，提升电池抗机械能力，且隔膜表面不存在粉体，解决电池制造过程中隔膜掉粉问题。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一基膜的厚度为2～4μm，例如可以是2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm或4.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第二基膜的厚度为2～4μm，例如可以是2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm或4.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一基膜的厚度与第二基膜的厚度相等。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的勃姆石层的厚度为1～2μm，例如可以是1.0μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一基膜、勃姆石层和第二基膜的厚度比为(1～3):1:(1～3)，例如可以是1:1:2、1:1:3、2:1:1、3:1:1、1:1:1、2:1:2、2:1:3、3:1:2、1:1:2或3:1:3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述锂电池隔膜的总厚度为5～10μm，例如可以是5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm、7.0μm、7.5μm、8.0μm、8.5μm、9.0μm、9.5μm或10.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一基膜为聚乙烯膜。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第二基膜为聚乙烯膜。
第二方面，本实用新型提供了一种锂离子电池，所述的锂离子电池包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述的隔膜为第一方面所述的锂电池隔膜。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型设计了一种三明治结构的锂电池隔膜，中心为勃姆石层，两侧为第一基膜和第二基膜，勃姆石重量较传统的氧化铝陶瓷轻，因此能降低电池中隔膜的重量。此外，与传统的勃姆石层-基膜-勃姆石层结构相比，在两侧设置基膜可以大幅提升隔膜强度，提升隔膜热安全性，提升电池抗机械能力，且隔膜表面不存在粉体，解决电池制造过程中隔膜掉粉问题。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施方式提供的锂电池隔膜的结构示意图。
其中，1-第一基膜；2-勃姆石层；3-第二基膜。
具体实施方式
需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜如图1所示，包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3。
本实用新型设计的一种三明治结构的锂电池隔膜，中心为勃姆石层2，两侧为第一基膜1和第二基膜3，勃姆石重量较传统的氧化铝陶瓷轻，因此能降低电池中隔膜的重量。此外，与传统的勃姆石层2-基膜-勃姆石层2结构相比，在两侧设置基膜可以大幅提升隔膜强度，提升隔膜热安全性，提升电池抗机械能力，且隔膜表面不存在粉体，解决电池制造过程中隔膜掉粉问题。
进一步地，所述的第一基膜1的厚度为2～4μm，例如可以是2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm或4.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述的第二基膜3的厚度为2～4μm，例如可以是2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm或4.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述的第一基膜1的厚度与第二基膜3的厚度相等。
进一步地，所述的勃姆石层2的厚度为1～2μm，例如可以是1.0μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3的厚度比为(1～3):1:(1～3)，例如可以是1:1:2、1:1:3、2:1:1、3:1:1、1:1:1、2:1:2、2:1:3、3:1:2、1:1:2或3:1:3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述锂电池隔膜的总厚度为5～10μm，例如可以是5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm、7.0μm、7.5μm、8.0μm、8.5μm、9.0μm、9.5μm或10.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
进一步地，所述的第一基膜1为聚乙烯膜。
进一步地，所述的第二基膜3为聚乙烯膜。
在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种锂离子电池，所述的锂离子电池包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述的隔膜为第一方面所述的隔膜。
实施例1
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为3μm，勃姆石层2的厚度为1μm，第二基膜3的厚度为3μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
实施例2
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为2μm，勃姆石层2的厚度为1μm，第二基膜3的厚度为2μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
实施例3
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为2.5μm，勃姆石层2的厚度为1μm，第二基膜3的厚度为2.5μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
实施例4
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为3μm，勃姆石层2的厚度为2μm，第二基膜3的厚度为3μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
实施例5
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为3.5μm，勃姆石层2的厚度为1.5μm，第二基膜3的厚度为3μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
实施例6
本实施例提供了一种锂电池隔膜，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜1、勃姆石层2和第二基膜3；其中，第一基膜1的厚度为4μm，勃姆石层2的厚度为2μm，第二基膜3的厚度为4μm。第一基膜1和第二基膜3均为聚乙烯膜。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池隔膜，其特征在于，所述的锂电池隔膜包括依次层叠的第一基膜、勃姆石层和第二基膜。
2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第一基膜的厚度为2～4μm。
3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第二基膜的厚度为2～4μm。
4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第一基膜的厚度与第二基膜的厚度相等。
5.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的勃姆石层的厚度为1～2μm。
6.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第一基膜、勃姆石层和第二基膜的厚度比为(1～3):1:(1～3)。
7.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜的总厚度为5～10μm。
8.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第一基膜为聚乙烯膜。
9.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述的第二基膜为聚乙烯膜。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述的隔膜为权利要求1-9任一项所述的锂电池隔膜。
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|---|---|---|---|
| CN202121730741.7U CN215732079U (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 一种锂电池隔膜及包括其的锂离子电池 |
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| CN215732079U true CN215732079U (zh) | 2022-02-01 |
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ID=79990056
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| CN (1) | CN215732079U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832623A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔离膜及其制备方法、二次电池和用电装置 |
| WO2024011404A1 (zh) * | 2022-07-12 | 2024-01-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔离膜及使用其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
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2021
- 2021-07-28 CN CN202121730741.7U patent/CN215732079U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024011404A1 (zh) * | 2022-07-12 | 2024-01-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔离膜及使用其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
| CN115832623A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 隔离膜及其制备方法、二次电池和用电装置 |
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