[發明專利]隔離膜及二次電池

有效

• 申請號: 201610539865.4
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN107611321B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 郭東陽
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發明提供一種隔離膜及二次電池。所述隔離膜包括多孔聚合物基材以及涂層。所述涂層包括陶瓷顆粒以及粘結劑。所述陶瓷顆粒包括勃姆石。所述粘結劑包括具有反應性的異氰酸酯功能基團的化合物。本發明的隔離膜具有優異的耐熱性，能夠改善二次電池的動力學性能，同時提高二次電池的安全性能。

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種隔離膜及二次電池。

背景技術

隨著消費類電子產品以及電動汽車等的普及，對這些產品使用的二次電池的性能要求也越來越高，例如要求二次電池既要具備較高的體積或重量能量密度，又要保持較好循環性能和高倍率充放電性能，同時對二次電池的安全性能也提出了更為嚴格的要求。

為滿足二次電池的能量密度的提升，隔離膜基材的厚度以及隔離膜涂層的厚度在不斷的減薄，隔離膜的耐熱性受到較大的挑戰，增加了二次電池的安全隱患。例如在對二次電池進行高溫條件下濫用測試時，隔離膜的大幅收縮會導致正負極短路，進而產生較多的熱量，最終導致二次電池出現起火爆炸等安全事故。

在實際使用中，為增加隔離膜的耐熱性，通常采用在基材上涂布較厚或更致密的陶瓷涂層以及添加較多量粘結力較好的粘結劑。但較厚的陶瓷涂層不利于二次電池能量密度的提升。采用更致密的陶瓷涂層會導致隔離膜的孔隙率的大幅降低。而添加較多量粘結劑有在陶瓷涂層以及隔離膜基材上造成堵孔的風險，導致離子在隔離膜的傳輸時的阻抗較大幅度的增加，不利于二次電池循環性能以及倍率性能的進一步提升。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種隔離膜及二次電池，所述隔離膜具有優異的耐熱性，能夠改善二次電池的動力學性能，同時提高二次電池的安全性能。

為了達到上述目的，在本發明的一方面，本發明提供了一種隔離膜，其包括多孔聚合物基材以及涂層。所述涂層包括陶瓷顆粒以及粘結劑。所述陶瓷顆粒包括勃姆石。所述粘結劑包括具有反應性的異氰酸酯功能基團的化合物。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種二次電池，其包括根據本發明一方面所述的隔離膜。

相對于現有技術，本發明的有益效果為：

本發明的隔離膜具有優異的耐熱性能，將其應用到二次電池中后，能夠有效改善二次電池的動力學性能，并提高二次電池的安全性能。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的隔離膜及二次電池。

首先說明根據本發明第一方面的隔離膜。

根據本發明第一方面的隔離膜包括：多孔聚合物基材以及涂層。所述涂層包括陶瓷顆粒以及粘結劑。所述陶瓷顆粒包括勃姆石。所述粘結劑包括具有反應性的異氰酸酯功能基團的化合物。

在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，目前現有的粘結劑主要與陶瓷顆粒發生物理相互作用，如范德華力或氫鍵作用，因此粘結劑與陶瓷顆粒之間的粘結力和粘結強度有限。由于勃姆石表面富含羥基，而反應性的異氰酸酯功能基團具有較高的反應活性，易與勃姆石表面的羥基反應生成氨基甲酸酯鍵，因此粘結劑與陶瓷顆粒之間的粘結力和粘結強度更強，使得隔離膜的耐熱性更好，性質更穩定。

此外，反應性的異氰酸酯功能基團除與勃姆石表面的羥基發生反應以外，還可以與勃姆石表面微量的水分子反應，不僅使得粘結劑與陶瓷顆粒之間的粘結力和粘結強度增加，而且在反應過程中生成氣體二氧化碳，進而生成多孔性異氰酸酯聚合物使得涂層內部產生更多的孔隙，提供了更多的鋰離子移動通道，有利于提升二次電池的倍率性能。

在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，具有反應性的異氰酸酯功能基團的化合物含有活性的-NCO或所述具有反應性的異氰酸酯功能基團的化合物解封后產生活性的-NCO。這里，“活性的-NCO”是指可與勃姆石表面的羥基或水分子等發生反應的-NCO。