[發明專利]一種新型鋰電池隔離膜及含該隔離膜的鋰離子電池

在審

• 申請號: 201910350511.9
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110085792A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 馬衛;楊梢;張天賜;陳剛;孫偉兵;江長清;王宇;梁根興
• 申請（專利權）人: 湖北鋰諾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/18;H01M2/14;H01M10/0525;H01M10/058;B82Y30/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種新型鋰電池隔離膜及含該隔離膜的鋰離子電池，包括基膜以及涂覆于所述基膜的至少一面的功能涂層，所述功能涂層包括納米補鋰層和耐熱涂層，所述納米補鋰層位于所述基膜與所述耐熱涂層之間，靠近電池負極極片側，且呈網狀分布于基膜表面，所述納米補鋰層含正負極成膜添加劑，能夠穩定固體電解質界面膜(SEI)，所述耐熱涂層覆蓋于納米補鋰層上，電解液浸潤性好。所述的含該隔離膜的鋰離子電池為與負極極片、正極極片組成的卷繞式或者疊片式電池，所述電池結構穩定，首次庫倫效率高、循環壽命穩定。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種新型隔離膜及含該隔離膜的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池以其較高的能量密度、工作電壓、較寬的使用溫度及循環壽命等優點被廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、智能手表、電動汽車以及儲能領域。但在聚合物鋰離子電池得到廣泛應用的同時，也存在一定的安全隱患。鋰離子電池主要由正極極片、負極極片、隔離膜、電解液以及封裝外殼等組成，其中隔離膜是保正電池安全性的重要部分。在一些特殊的使用情況下，如高溫、烘烤、針刺、過充或者外力擠壓等容易對隔離膜造成損傷，而隔離膜一旦發生收縮、熔化、刺破就會引起電池的內部短路，導致電池發熱、冒煙、甚至爆炸起火等安全事故。

目前，聚烯烴基隔離膜使用最為廣泛，但其熔點在200℃以下，當電池溫度升高時，會產生收縮或者熔融，將可能導致電池短路，容易發生意外事故。為了提高電池的循環性能與安全性能，需要對隔離膜進行改性，提升隔離膜的各項性能，如粘接性隔離膜(PCS)、陶瓷隔膜(CCS)以及粘接性陶瓷隔膜(PCCS)等的開發。因此，針對鋰離子電池首效低的問題，有負極補鋰、正極補鋰，甚至還有電解液補鋰，但是隔離膜補鋰還未曾有過。因此，基于隔離膜的發展與應用現狀，本發明專利公開了一種既能夠提高電池安全性，同時還能補鋰，提供激活電池所需的固態電解質界面膜(SEI)成膜添加劑，有助于提升電池首次充放電效率的新型隔離膜及其鋰離子電池。

發明內容

本發明的目的在于針對隔離膜技術的發展與應用現狀，提供了一種新型隔離膜的制備方法，能夠增強隔離膜與極片之間的粘接性，提升電芯結構穩定性。本發明的目的還在于提供了一種隔離膜補鋰的鋰離子電池制備方法，隔離膜與正負極極片之間的穩定復合，保證了電池內部結構的穩固，緩解電池使用過程中的形變，同時又能顯著提高電池的首次充放電效率、安全性以及循環穩定性。

為了實現上述目的，本發明采用以下方案：它包括基膜(10)，其特征是：所述的基膜(10)的至少一面涂覆有功能涂層，所述功能涂層包括納米補鋰層(11)和耐熱涂層(12)，所述納米補鋰層(11)分布于所述基膜(10)與耐熱涂層(12)之間、位于電池負極極片側，且呈網狀分布于基膜(10)表面，所述耐熱涂層覆蓋于納米補鋰層上。

本發明較好的技術方案為：所述的基膜(10)的另一側涂覆有耐熱涂層(12)。

本發明更好的技術方案為：所述基膜為聚乙烯微孔薄膜、聚丙烯微孔薄膜、聚酰亞胺薄膜或無紡布中的一種或多種組合。所述功能涂層納米補鋰層由下述原料按重量百分比組合而成：60-90％的惰性鋰粉，5-30％的雙粘接劑PVDF-SBR以及5-10％的正負極界面膜成膜添加劑。所述功能涂層納米補鋰層在基膜表面的分布為長×寬＝20-800μm×20-800μm的菱形、矩形或者直徑為30-1000μm的圓形網狀形式，且厚度為10-100nm。所述耐熱涂層由30％-70％的無機粒子和30％-70％的有機粘接劑組成。所述功能涂層耐熱涂層覆蓋補鋰層上表面，與納米補鋰層錯位涂覆，長×寬＝10-300μm×10-300μm的菱形、矩形或者直徑為10-500μm的圓形網狀形式且所述耐熱涂層覆厚度為0.1μm-5μm。