[發明專利]鋰離子電池用涂膠隔膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910595330.2
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN112259901B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 潘儀;白莉;潘增;朱燕;張萌
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/414;H01M50/449
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;戴香蕓

本發明涉及鋰離子電池用隔膜領域，公開了一種鋰離子電池用涂膠隔膜及其制備方法和應用。本發明的鋰離子電池用涂膠隔膜包括基膜和形成在所述基膜表面的涂膠層，所述涂膠層的厚度偏差百分比為10％以下，其中，厚度偏差百分比＝(D_max?D_min)/D_ave×100％，D_max為所述涂膠層的厚度的最大值，D_min為涂膠層的厚度的最小值，D_ave為涂膠層的厚度的平均值。根據本發明，能夠提供一種操作簡單、環保、可控性強、涂膠隔膜一致性高的鋰離子電池用涂膠隔膜及其制備方法和應用。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池用隔膜領域，具體涉及一種鋰離子電池用涂膠隔膜及其制備方法和應用。

背景技術

現有隔膜涂膠層結構，可實現極片和隔膜粘接在一起的基本功能，提高電芯的成型性能，即電芯的硬度。同時，極片和隔膜粘結在一起，明顯改善界面平整度，并抑制極芯的變形。現有的電池內涂膠隔膜產品，大多采用液態漿料體系來制備。

目前按照涂膠層可分為水系涂層和油系涂層，另外涂膠層有連續的(例如滿涂)，也有非連續的(例如點涂及噴涂等)。

發明內容

本申請的發明人經過多次實驗發現，無論是水系涂層或者是油系涂層，再或者是滿涂、分散涂布，均存在顆粒的堆積團聚現象。

并且，在實際使用時，發現現有技術的隔膜在其自身結構和使用性能上未能達到最佳的使用效果和工作效能，仍存在有諸多不足。現將其缺點歸納如下：

油系涂層涂膠隔膜，一方面，其油性涂層采用化學溶劑配制而成，對環境污染嚴重、成本高；另一方面，油系體系造孔工藝復雜，控制難度高，較難獲得孔徑一致、分布均一的涂膠層。由此，市場的上油系涂膠隔膜，涂膠層的透過性差，透氣值增加值約50s以上(gurley值100cc)，熱壓后透氣值增加更多，這將嚴重阻礙鋰離子在隔膜孔徑中的整體的傳輸，大幅度提高電池的阻抗，離子電導降低5％以上，加速電池整體的極化，影響電池的循環和倍率等性能。

而水系涂層的涂膠隔膜中，滿涂形式其膠層為全覆蓋隔膜，影響隔膜的整體的透氣性，涂膠層的透氣值增加值約50s以上(gurley值100cc)，離子電導降低5％以上，熱壓后增加更多，從而影響電池的倍率放電及循環性能；點涂及噴涂方式中，工藝窗口較窄，涂膠層在隔膜的水平面和截面方向上一致性均較差。涂膠顆粒團聚后，涂膠層水平分布不均勻，最終嚴重影響隔膜的一致性，涂膠層透氣值偏差大，導致鋰離子在隔膜中的傳輸不一致。鋰離子的不均勻傳輸，離子電導波動大，差異可達到100％，電池的局部極化，將產生析鋰等大量的安全隱患。同時，難以控制涂膠層的厚度，同一隔膜的涂膠層厚度波動范圍大，達到1-10μm，導致隔膜和極片間的粘結強度難以保證，對隔膜以及電池的質量管控和使用性能影響也較大。

本發明的目的是為了克服現有技術存在的涂膠隔膜環境污染嚴重、工序復雜、成本高、可控性低、一致性差等問題，提供一種操作簡單、環保、可控性強、隔膜一致性高的鋰離子電池用涂膠隔膜及其制備方法和應用。

根據本發明的第一方面，提供一種鋰離子電池用涂膠隔膜，該鋰離子電池用涂膠隔膜包括基膜和形成在所述基膜表面的涂膠層，所述涂膠層的厚度偏差百分比為10％以下，其中，厚度偏差百分比＝(D_max-D_min)/D_ave×100％，D_max為所述涂膠層的厚度的最大值，D_min為涂膠層的厚度的最小值，D_ave為涂膠層的厚度的平均值。

優選地，所述涂膠層的厚度偏差百分比為0-8％。

優選地，所述涂膠隔膜的透氣值與所述基膜的透氣值的差值為0-20s/100cc，更優選為0-15s/100cc。