[發明專利]鋰離子電池隔膜以及包含其的鋰離子電池

在審

• 申請號: 201810296784.5
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108493386A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 蘇凱;冀璐
• 申請（專利權）人: 北京國能電池科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳嘯寰

本發明提供了一種鋰離子電池隔膜以及包含其的鋰離子電池，涉及鋰離子電池技術領域。鋰離子電池隔膜為無紡布隔膜，所述無紡布隔膜的混合抗刺穿強度為400～600N，理論孔隙率為50～60％、縱向拉伸強度為20～40N/5cm、橫向拉伸強度10～15N/5cm，200℃加熱1h熱收縮率＜1％。本發明上述無紡布隔膜相較于現有的PE、PP類隔膜具有耐高溫性能好，抗氧化強度高的優點。進一步的，含有上述無紡布隔膜的鋰離子電池可以在低過充添加劑含量的電解液條件下，有效改善電池過充時，內部高溫及強氧化性對隔膜的影響。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其是涉及一種鋰離子電池隔膜以及包含其的鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池需求的不斷發展，設計者不斷提高電芯的充電截止電壓，或改變材料的結構(如三元正極材料不斷向高鎳方向發展)，以實現更高的能量密度要求。提高充電截止電壓、或改變材料摻比不可避免的會使電芯材料的熱穩定性不斷降低。

過充測試，意在模擬電芯在充電器、保護板等元件失效的情況下可能造成的電芯過度充電情況，該項測試一向是鋰離子電芯測試難點，特別是對于缺少像防爆閥、熔斷器等結構保護設計的軟包鋰離子電芯。當電芯過充電時，正極中的鋰離子過度脫出，引起正極結構發生坍塌，失穩的結構使其處于強氧化態，對電解液、隔離膜產生強烈的氧化作用。同時從正極脫出的鋰離子在負極表面大量析出形成鋰枝晶，強還原態的鋰同樣會與電解液發生反應。這樣電池內部強烈的氧化還原反應釋放大量的熱，再加上電池本身在充電過程中產生的焦耳熱，引起電芯溫度劇烈升高，引發SEI膜分解、隔離膜熔融發生內短路，電解液分解等一系列反應，從而引發電芯熱失效。

現有的提高鋰離子電池抗過充性能的方法，一般均是通過在電解液中加入過充添加劑的方法來提高鋰離子電池的抗過充性能。但添加量過高，對電芯的高溫、循環等性能影響較大，而低添加量過低，電芯過充性能改善不明顯，通過前期實驗發現，低電解液過充添加劑量組測試通過的電芯，其隔膜發生了嚴重的氧化、熔融問題，隔離膜的氧化改變了隔膜的結構強度及閉孔能力，而隔膜熔融則帶了更為嚴重的電芯內部短路問題，極易引起電芯的熱失控。

因此，根據鋰離子電池在上述過充環境下遇到的問題，研究開發出一種耐高溫、抗氧化性較好的鋰離子電池隔膜，以緩解現有低過充添加劑添加量的電解液易引起電芯的熱失控的問題，變得十分必要和迫切。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種鋰離子電池隔膜，所述鋰離子電池隔膜為無紡布隔膜，該無紡布隔膜相較于現有的PE、PP類隔膜具有耐高溫性能好，抗氧化強度高的優點。

本發明的第二目的在于提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括上述的鋰離子電池隔膜，由于上述隔膜相較于現有的PE、PP類隔膜具有耐高溫性能好，抗氧化強度高的優點，其可以在低過充添加劑含量的電解液條件下，有效改善電池過充時，內部高溫及強氧化性對隔膜的影響。

本發明提供的一種鋰離子電池隔膜，所述鋰離子電池隔膜為無紡布隔膜，所述無紡布隔膜的混合抗刺穿強度為400～600N，理論孔隙率為50～60％、縱向拉伸強度為20～40N/5cm、橫向拉伸強度10～15N/5cm，200℃加熱1h熱收縮率＜1％。

進一步的，所述無紡布隔膜的厚度為15～25μm。

進一步的，所述無紡布隔膜中的纖維直徑為80～120nm。

進一步的，所述無紡布隔膜表面涂覆有陶瓷層。

進一步的，所述陶瓷層的厚度為1～3μm。

進一步的，所述涂覆方法具體為：

首先將陶瓷顆粒與粘結劑混合均勻，得到陶瓷漿料，隨后將陶瓷漿料涂覆于無紡布隔膜表面，經烘干后，制得鋰離子電池隔膜。