[發(fā)明專利]隔離膜及電化學(xué)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711319921.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108123089A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程躍;鮑晉珍;陳永樂;何方波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海恩捷新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/18
• 分類號(hào): H01M2/18;H01M2/16
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種隔離膜及電化學(xué)裝置，隔離膜包括多孔基膜體和多孔功能體，其中，多孔基膜體包括無(wú)紡布，多孔功能體位于多孔基膜體的一面或兩面，多孔功能體包含多孔網(wǎng)狀耐熱層，且多孔網(wǎng)狀耐熱層的材料包含耐熱聚合物，其中耐熱聚合物可耐450℃高溫，以保證耐熱聚合物在450℃以下不斷裂。本發(fā)明提供的隔離膜具有良好的倍率性能、耐高溫性能、安全性能、高能量密度及長(zhǎng)期循環(huán)壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種隔離膜及電化學(xué)裝置。

背景技術(shù)

鋰離子電池的能量密度、倍率性能、安全性和長(zhǎng)期循環(huán)壽命一直是用戶較為關(guān)注的四大主要問題，其中隔離膜作為鋰離子電池的主材之一，在鋰離子電池的安全性和倍率性能中長(zhǎng)期扮演著重要的角色，特別是如何進(jìn)一步提升隔離膜的耐高溫性能和透氣性雙重指標(biāo)一直是研究者們長(zhǎng)期探索的課題。

目前最常用的提升隔離膜耐高溫性能的方法是在多孔基膜上涂覆耐高溫?zé)o機(jī)材料，最常見的是氧化鋁或勃姆石材料，可以在120℃1h的條件下將隔離膜的熱收縮提升1％～3％，然而在更高溫度下，例如高于150℃時(shí)，盡管涂覆了無(wú)機(jī)耐高溫材料的隔離膜仍然會(huì)嚴(yán)重收縮。另一方面，由于耐高溫?zé)o機(jī)材料相對(duì)較重，會(huì)嚴(yán)重增加隔離膜的面密度，從而降低電池的能量密度。另外，涂覆了無(wú)機(jī)耐高溫材料的隔離膜與正負(fù)極界面不產(chǎn)生粘接，電池長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生界面變形和析鋰。

隔離膜的透氣性主要是多孔基材的貢獻(xiàn)，目前較為常見的多孔基材有聚乙烯濕法基材和聚丙烯干法基材，但很難滿足當(dāng)前很多客戶對(duì)大倍率型電池的透氣要求，而且鑒于當(dāng)前材料和工藝的局限性，很難進(jìn)一步大幅度提升其孔隙率。各種材料的無(wú)紡布隔離膜可以很好解決這個(gè)問題，具有很低的透氣性，但無(wú)紡布基材的大孔徑給電池安全造成嚴(yán)重威脅。

針對(duì)以上問題，有必要研究一種更耐高溫，質(zhì)量輕，高安全，具有一定界面粘接作用的隔離膜。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種隔離膜及電化學(xué)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中隔離膜的倍率性能、耐高溫性能、安全性能、高能量密度和長(zhǎng)期循環(huán)壽命較低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種隔離膜，所述隔離膜包括：多孔基膜體和多孔功能體；所述多孔功能體位于所述多孔基膜體的一面或兩面；所述多孔功能體包含多孔網(wǎng)狀耐熱層，所述多孔網(wǎng)狀耐熱層的材料包含耐熱聚合物，其中所述耐熱聚合物可耐450℃高溫，以保證所述耐熱聚合物在450℃以下不斷裂。

優(yōu)選地，所述耐熱聚合物包含對(duì)位芳綸及間位芳綸組成群組中的一種。

優(yōu)選地，所述多孔基膜體包含多孔基膜或至少一面經(jīng)過(guò)涂覆的多孔基膜，且所述多孔基膜體至少包括一層多孔基膜層，其中所述多孔基膜層包含無(wú)紡布基材。

進(jìn)一步地，所述無(wú)紡布基材的材料包含由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、粘膠纖維、聚乙烯組成的群組中的至少一種，其中，所述聚乙烯包含高密度聚乙烯。

優(yōu)選地，所述多孔功能體包含多層所述多孔網(wǎng)狀耐熱層，多層所述多孔網(wǎng)狀耐熱層均包含所述耐熱聚合物。

優(yōu)選地，所述多孔功能體包含多層所述多孔網(wǎng)狀耐熱層及至少一層多孔網(wǎng)狀粘接層，其中，所述多孔網(wǎng)狀粘接層均包含有機(jī)材料及無(wú)機(jī)材料所組成群組中的一種或兩種組成的混合物。

進(jìn)一步地，所述無(wú)機(jī)材料包含由氧化鋁、勃姆石、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、碳酸鈣、氧化鈣、氧化鋅、氧化鎂、鈦酸鈰、鈦酸鈣、鈦酸鋇、硫酸鋇、磷酸鋰、磷酸鈦鋰、磷酸鈦鋁鋰、氮化鋰、鈦酸鑭鋰組成的群組中的至少一種；所述有機(jī)材料包含由丙烯酸樹脂、聚烯烴、芳綸、聚酰亞胺、聚酯、甲基丙烯酸樹脂、聚偏氟乙烯、六氟乙烯、聚四氟乙烯組成的群組中的至少一種。

優(yōu)選地，所述多孔基膜體的厚度不大于50μm，所述多孔基膜體的透氣值不大于100s/100ml。