[發(fā)明專利]一種鋰離子電池隔膜及其鋰離子電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010452521.6
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN113794035A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔日俊;李國敏
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳格林德能源集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H01M50/451
• 分類號: H01M50/451;H01M50/434;H01M50/411;H01M10/0525;H01M10/0562;H01M50/457
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池隔膜及其鋰離子電池，所述的隔膜包括基膜和涂覆在基膜表面的第一涂層及第二涂層，所述的第一涂層為陶瓷固態(tài)電解質(zhì)層，所述的第二涂層為粘合劑聚合物涂層，所述的第一涂層涂覆在基膜表面，所述第二涂層涂覆在第二涂層表面。本發(fā)明可提高隔膜的熱穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度，增大鋰離子轉(zhuǎn)移能力，提高離子電導(dǎo)率，防止鋰離子電池在負(fù)極表面不均勻的沉積而導(dǎo)致析鋰，同時也可顯著地提高隔膜電解液浸潤性及隔膜與電極之間界面作用力，防止界面上形成難以除去的氣泡使電極和隔膜逐漸分層，與現(xiàn)有商業(yè)化隔膜相比，使用本發(fā)明所制備的鋰離子電池具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性及安全性能，在能量密度方面具有更高的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種鋰離子電池隔膜及其鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池能量密度高、工作電壓高、無記憶特性且壽命長，成為新能源領(lǐng)域中重要的能源形式，也已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于混合動力汽車、移動便攜設(shè)備等場合。而鋰離子電池的安全性也成為了人們所關(guān)注的重點(diǎn)。

隔膜作為鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)重要組成之一，對安全性能起著關(guān)鍵性作用。當(dāng)前，市場上商業(yè)化的鋰電池隔膜主要是以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）為主的微孔聚烯烴隔膜，這類隔膜憑借著較低的成本、良好的機(jī)械性能、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用在鋰離子電池隔膜中。實(shí)際應(yīng)用中又包括了單層PP或PE隔膜，雙層PE/PP復(fù)合隔膜，雙層PP/PP復(fù)合隔膜，以及三層PP/PE/PP復(fù)合隔膜 。聚烯烴復(fù)合隔膜由Celgard公司開發(fā)，主要有PP/PE復(fù)合隔膜和PP/PE/PP復(fù)合隔膜，由于PE隔膜柔韌性好，但是熔點(diǎn)低為135℃，閉孔溫度低，而PP隔膜力學(xué)性能好，熔點(diǎn)較高為165℃，將兩者結(jié)合起來使得復(fù)合隔膜具有閉孔溫度低，熔斷溫度高的優(yōu)點(diǎn)，在較高溫度下隔膜自行閉孔而不會熔化，但聚烯烴隔膜的潤濕性能較差，保液不足，影響離子導(dǎo)電率及鋰離子電池的循環(huán)性能。并且現(xiàn)階段的電池的能量密度越來越高，要求隔膜需要更薄，機(jī)械強(qiáng)度及耐熱性能更佳以滿足電池的安全性能。因此，急需開發(fā)一種上述綜合性能優(yōu)異的隔膜以滿足需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池隔膜及其鋰離子電池，旨在提高隔膜的熱/機(jī)械穩(wěn)定性及吸液率，改善隔膜與電極之間的浸潤性，降低電池的界面阻抗，提高電池的倍率性能，同時提高電池的循環(huán)性能、安全性能以及電池的能量密度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種鋰離子電池隔膜及其鋰離子電池，所述的隔膜包括基膜和涂覆在基膜表面的第一涂層及第二涂層，所述的第一涂層為陶瓷固態(tài)電解質(zhì)涂層，所述的第二涂層為粘合劑聚合物涂層，所述的第一涂層涂覆在基膜表面，所述第二涂層涂覆在第二涂層表面。

所述基膜為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一種或多種。進(jìn)一步地，所述基膜為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯中的一種或多種。

所述基膜的厚度為9~16μm。進(jìn)一步地，所述基膜的厚度為12~16μm。

所述的陶瓷固態(tài)電解質(zhì)涂層包括陶瓷固態(tài)電解質(zhì)和少量聚合物粘合劑組成，其干粉重量比為70~90%：10~30%。所述的陶瓷固態(tài)電解質(zhì)為鋰鑭鈦氧、鋰鑭鋯氧和鉭摻雜的鋰鑭鋯氧中的一種或幾種。進(jìn)一步地，所述的陶瓷固態(tài)電解質(zhì)涂層包括陶瓷固態(tài)電解質(zhì)和少量聚合物粘合劑組成，其干粉重量比為80~90%：10~20%。

所述的陶瓷固態(tài)電解質(zhì)涂層厚度為1~3μm。進(jìn)一步地，所述的陶瓷固態(tài)電解質(zhì)涂層厚度為1~2μm。

所述的粘合劑聚合物涂層中的粘合劑為丙烯酸、聚氨酯、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的一種或多種，優(yōu)選地選自丙烯酸、聚氨酯中的一種或多種。

所述的粘合劑聚合物涂層厚度為0.5~2μm。進(jìn)一步地，所述的粘合劑聚合物涂層厚度為0.5~1μm。