[發明專利]一種有機/無機復合多孔隔膜

在審

• 申請號: 202010862210.7
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112002865A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 莊志;程躍;王偉強;劉倩倩
• 申請（專利權）人: 蘇州捷力新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 張堅

本發明的目的在于提供一種有機/無機復合多孔隔膜，包括聚烯烴基隔膜基材；和以有機物或無機物組成的涂層，該涂層被涂覆到所述聚烯烴基隔膜基材的至少一個面上；隔離層，由潤滑劑和粘接劑組成的覆蓋在有機物或無機物的間隙或表面的活性層。本發明的復合多孔隔膜同時具有摩擦系數低、水分含量少、防止層與層之間粘接的特征，適合制備大容量的鋰離子電池。

技術領域

本發明涉及鋰電池隔膜領域，具體涉及一種有機/無機復合多孔隔膜。

背景技術

目前制備聚烯烴涂層隔膜主要有三種類型：類型一為在聚烯烴基膜表面涂布無機氧化物，如氧化鋁和勃姆石等材料，主要起到耐高溫的作用；類型二為在聚烯烴基膜表面涂布帶粘接性能的有機物材料，如PVDF和聚丙烯酸類材料，主要特點是該類隔膜在電池加工過程中通過熱壓后，起到與極片粘接的作用；類型三為在聚烯烴表面涂布耐高溫有機涂層，如芳綸和聚酰亞胺類材料，主要起到耐高溫的作用。

類型一涂層中的氧化鋁和勃姆石主要為顆粒狀，具有較大的摩擦系數，在電池加工過程中與卷繞設備的金屬輥和卷針之間存在一定的摩擦，會造成一些氧化鋁顆粒脫落后粘附在金屬輥和卷針上，長期使用時需要定期清理，并且存在異物掉落到電芯中的風險，引起安全事故；另外在加工成電芯后與極片間存在較大的摩擦，鋰離子電池在充放電過程中，正負極會存在收縮和膨脹的情況，較大的摩擦系數會導致正負極或涂層的粉體脫落，影響到電池的安全性能和循環性能；故改善降低涂層的摩擦系數是本發明的主要解決目標；類型一的涂層使用的無機氧化物材料的一般D50為0.4-1.2um，粒徑較小，比表面積一般為≥5m2/g，比表面積較大，容易吸水，不適合現有的高鎳類的高容量體系。

類型二的涂層是由PVDF和聚丙烯酸類材料組成，一般在受壓的情況下具有一定的粘接力，為避免收卷后隔膜之間相互粘黏，目前主要的收卷方式為：在高粘度的涂層所制隔膜表面鋪設PET薄膜作為隔層防止粘接，一些低粘度可直接收卷但僅僅能夠保證短時間內正常使用，故存在所制隔膜加工成本較高或保存周期較短的缺陷，因此在維持該類隔膜與極片粘接作用的前提下，如何防止涂層與另外一側基膜或涂層的粘接是本發明的另外解決目標。

類型三的隔膜因為加工成本較高，使用量較少，本發明未涉及。

發明內容

本發明的目的在于提供一種隔膜表面低摩擦力的、能夠控制隔膜水分、減少收卷時隔膜相互之間粘黏的有機/無機復合多孔隔膜。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種有機/無機復合多孔隔膜，包括：

(a)聚烯烴基隔膜基材；和

(b)以有機物或無機物組成的涂層，該涂層被涂覆到所述聚烯烴基隔膜基材的至少一個面上；和

(c)隔離層，由潤滑劑和粘接劑組成的覆蓋在有機物或無機物的間隙或表面的活性層。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

本發明利用在有機/無機涂層表面噴涂少量的具有潤滑、離型和防粘連作用的溶液，以改善隔膜表面的摩擦系數，降低水分含量，防止卷裝隔膜之間層與層的粘接；本發明的有機/無機復合多孔隔膜具有較低的摩擦系數，在電池循環和使用過程中與正負極之間的摩擦系數較低，不會影響充放電時正負極的自由膨脹；本發明的有機/無機復合多孔隔膜具有較低的水分含量，可以適用于高鎳材料鋰離子電池的使用；對于卷裝隔膜可以避免收卷受壓狀態下層與層之間的粘接，降低成本，提高加工性能。

附圖說明

圖1是隔膜涂層結構示意圖。

圖2是本發明有機/無機復合多孔隔膜生產線流程示意圖。

圖3是本發明有機/無機復合多孔隔膜收卷后的效果圖。

圖4-12是本發明實施例1-6與對比例1-3制得的多層涂布隔膜微觀形貌。