[發明專利]鋰離子電池及其涂層隔膜

有效

• 申請號: 201610546241.5
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN107611314B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 張新枝
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發明公開了一種鋰離子電池及其使用的涂層隔膜。所述涂層隔膜包括多孔基材和涂布在多孔基材表面的涂層；多孔基材包括第一表面和與第一表面朝向相反的第二表面；所述涂層包括位于多孔基材的第一表面的第一涂層和位于多孔基材的第二表面的第二涂層；第一涂層和第二涂層均包括粘接性聚合物，且第一涂層中粘接性聚合物的質量分數小于第二涂層中粘接性聚合物的質量分數。與現有技術相比，本發明根據正負極進行不同的隔膜涂層設計，從而使得鋰離子電池可以同時滿足電池對于硬度和動力學特性的要求。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，更具體地說，本發明涉及一種高性能的鋰離子電池及其涂層隔膜。

背景技術

作為鋰離子電池的重要組成部分，隔膜對鋰離子電池的安全性、循環壽命、動力學特性等各種性能都具有重要影響。現有的鋰離子電池隔膜通常為涂層隔膜，其包括多孔基材和涂布在多孔基材單面或雙面的涂層。

但是，現有的涂層隔膜并沒有考慮到正負極的需求差異，導致無法同時滿足高粘接性和高動力學的要求。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問題的鋰離子電池涂層隔膜。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種雙面涂層不同的涂層隔膜以及使用此涂層隔膜的鋰離子電池，以滿足鋰離子電池正負極的需求差異，確保鋰離子電池涂層隔膜兼具高粘接性和高動力學特性。

為了實現上述發明目的，本申請的發明人經過深入研究，發現鋰離子電池的正極與隔膜涂層之間的粘接容易通過粘接性聚合物實現、但會增加內阻，因此隔膜對應正極極片的涂層應該在滿足界面粘接的情況下盡量降低粘接性聚合物的含量，從而提升動力學特性；負極與隔膜涂層的粘接不易實現，然而提升負極與隔膜涂層之間的界面粘接可以降低界面電阻從而改善動力學特性，因此隔膜對應負極極片的涂層可以通過提升粘接性聚合物的含量來同時提高界面粘接和動力學特性。

據此，本發明提供了一種鋰離子電池涂層隔膜，其包括多孔基材和涂布在多孔基材表面的涂層；多孔基材包括第一表面和與第一表面朝向相反的第二表面；所述涂層包括位于多孔基材的第一表面的第一涂層和位于多孔基材的第二表面的第二涂層；第一涂層和第二涂層均包括粘接性聚合物，且第一涂層中粘接性聚合物的質量分數小于第二涂層中粘接性聚合物的質量分數。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸-苯乙烯聚合物中的至少一種。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述粘接性聚合物在第一涂層中的質量分數為5％～80％，在第二涂層中的質量分數為20％～100％。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述第一涂層中還包括熱穩定性填料；或是第一涂層和第二涂層中均包括熱穩定性填料。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述熱穩定性填料包括至少一種無機填料。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述熱穩定性填料包括三氧化二鋁、勃姆石、氧化鎂、二氧化硅、碳化硅、二氧化鈦、二氧化鋯中的至少一種。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述第一涂層和/或第二涂層中，粘接性聚合物和熱穩定性填料是在漿料中混合后一起進行涂布的。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述第一涂層和/或第二涂層中，粘接性聚合物和熱穩定性填料是分別制成漿料后依次進行涂布的，涂布順序為先涂布熱穩定性填料，再在熱穩定性填料上涂布粘接性聚合物。

作為本發明鋰離子電池涂層隔膜的一種改進，所述第一涂層和第二涂層的厚度均小于5μm。