[發(fā)明專利]隔膜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310547926.8
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN104638212A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 李曉明
• 申請（專利權）人: 上海恩捷新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發(fā)明涉及新型電源技術領域，尤其涉及一種隔膜。

技術背景

隨著信息、材料和能源技術的進步，鋰離子電池以其高比能量、長循環(huán)壽命、無記憶效應、安全可靠以及快速充放電等優(yōu)點而成為新型電源技術研究的熱點。鋰離子電池由正極片、負極片、電解液、隔膜以及電池外殼組成。

其中，隔膜作為電池的“第三極”，是鋰離子電池中的關鍵內(nèi)層組件之一。隔膜位于鋰離子電池的正極片和負極片中間，是鋰離子電池最關鍵的部分，電池隔膜最主要的功能是分隔電池中的正極片和負極片，防止正極片和負極片直接接觸產(chǎn)生短路。同時，由于隔膜中具有大量曲折貫通的微孔，電解液中的離子載體可以在微孔中自由通過，在正極片和負極片之間遷移形成電池內(nèi)部導電回路，而電子則通過外部回路在正負極之間遷移形成電流，供外部設備利用。此外，隔膜具有自動關斷保護功能，由于非正常情況下電池短路使電池內(nèi)部溫度升高，當電池內(nèi)部溫度到達閉孔溫度時，隔膜微孔會閉塞阻斷電流通過。

在鋰離子電池中，為了提高電池的高循環(huán)性，必須提供高的孔隙的隔膜以儲備足夠的電解液；為了提高電池的容量，需在有限的空間內(nèi)加大正負極片的體積，但考慮到高溫安全方面，隔膜的寬度和在高溫收縮后的長度和寬度必須大于正負極片的長度和寬度，以防止正負極片的短路；在鋰離子電池設計過程中往往需要考慮DFMEA(即設計失效模式分析)，在隔膜的長度和寬度方向上預留較長的位置以保證上述條件的實現(xiàn)。

目前的隔膜中，作為涂層的陶瓷物，使用的是單一的粒徑，造成一種高致密，低孔隙的情況。不能提供足夠多的存儲電解液的空間和耐高溫性能，不能適用于現(xiàn)在高速發(fā)展的高端輕便的3C數(shù)碼產(chǎn)品和動力汽車。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種具有低面密度和高孔隙率的隔膜。

為達上述目的，提供了如下的技術方案：

一種隔膜，包括基膜和涂層；所述涂層涂覆在所述基膜的表面；所述涂層由兩種或兩種以上粒徑的陶瓷顆粒組成。

作為一個優(yōu)選的方案，所述陶瓷顆粒是非球形的顆粒。

作為另一個優(yōu)選的方案，所述涂層由第一陶瓷顆粒和第二陶瓷顆粒組成；所述第一陶瓷顆粒的中位粒徑為600～1000nm，比表面積是17～27m²／g；所述第二陶瓷顆粒的中位粒徑為100～400nm，比表面積是29～39m²／g。作為更進一步的優(yōu)選方案，所述第一陶瓷顆粒的重量份數(shù)比為65～75，所述第二陶瓷顆粒的重量份數(shù)比為25～35。

作為另一個優(yōu)選的方案，所述涂層的厚度為1.5～10um。

作為另一個優(yōu)選的方案，所述基膜采用的是為聚乙烯或聚丙烯。

作為另一個優(yōu)選的方案，所述陶瓷顆粒為三氧化二鋁、二氧化硅和氧化鋯中的一種或幾種的混合物。其中，作為更進一步的優(yōu)選方案，所述陶瓷顆粒還包括氮化鋁、氮化硼和氮化硅。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的隔膜的優(yōu)點為：由多種粒徑的顆?；煊玫捏w系能夠提供膜表面的緊密接觸，同時能夠提供一種高的孔隙率和透氣性。本發(fā)明中的所述陶瓷顆粒為兩種或兩種以上，通過兩種或兩種以上的所述陶瓷顆粒構成的所述涂層，由于大顆粒的堆積可以起到提供更大的孔隙率的作用，從而提供更多的存儲電解液的空間，而其中填充的較小粒徑的粒子能夠使的隔膜表面達到更有效的覆蓋，不會出現(xiàn)存在空腔的位置，起到有效避免高溫下空腔位置破膜或由于鋰枝晶和其他枝晶導致此處出現(xiàn)微短路或短路現(xiàn)象發(fā)生。

本發(fā)明采用的所述陶瓷顆粒對其表面進行修飾，采用非球形的顆粒形貌。由緊密堆積理論可知，標準球狀物體能達到最大的堆積密度，幾何外形越偏離球形，堆積密度越少；故為涂覆隔膜提供更大的孔隙率，便于存儲更多的電解液。

本發(fā)明的隔膜孔隙率較大，故其涂覆的陶瓷隔膜的面密度較低，重量較輕，更加適用于鋰離子電池生產(chǎn)中的自動卷繞設備，便于生產(chǎn)更為輕便的鋰離子電池產(chǎn)品，適用于高端輕便的3C數(shù)碼產(chǎn)品和動力汽車。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術手段、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

實施例1