[發明專利]一種隔膜及包含該隔膜的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110481534.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113363670A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 孟憲偉;黃建根;石俊黎;許夢清;許海萍
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/46;H01M50/411;H01M10/0525;H01M10/613;H01M10/653;H01M10/654
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰離子電池隔膜領域，公開了一種隔膜，包括隔膜基材和非對稱涂層，所述非對稱涂層包括涂覆于隔膜基材一面的第一涂層和涂覆于隔膜基材另一面的第二涂層，第一涂層與第二涂層分別包含不同有機聚合物，第一涂層面密度為0.1?1.5g/m²，第二涂層面密度為0.3?2.5g/m²。本發明還提供一種包含該隔膜的鋰離子電池，包括正極、負極、電解液和所述的一種隔膜。本發明通過在隔膜面對負極的一側涂布高粘結力的涂層，克服負極粘接較弱，電池使用過程中容易出現的分層和負極脫落的問題；并針對正負極表面粗糙度和張力的差異對隔膜粘接層進行設計，匹配正負極的變形彎曲，緩解正負極與隔膜粘接后導致的彎曲變形明顯的問題。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池隔膜領域，尤其涉及一種隔膜及包含該隔膜的鋰離子電池。

背景技術

在鋰電池制造過程中，現有技術方案通常采用熱壓使隔膜、正極、負極連接固定，這時候通常使用帶有可以實現粘接功能涂層的隔膜，隔膜兩側可以分別對正極和負極實現粘接。通過該方法可以有效避免隔膜、正極、負極在電芯制作、轉移和應用過程中的變形錯位，提高電芯品質；且有助于改善隔膜與正極、隔膜與負極間的界面，提升電芯性能(如降低電芯內阻、改善電芯循環等)。

但實際生產制作的正極和負極往往存在一定程度的彎曲，使用具有粘性的隔膜將兩者固定后，往往由于兩者彎曲變形的方向和大小不同，造成正極、負極、隔膜形成的第一單元存在內應力從而導致其不平整，這種不平整一方面會影響后續疊片的對齊度和最終電芯的平整度，影響制造的成品率；另外，隔膜兩側采用同樣類型同等涂覆量的粘接層時，由于正負極表面形貌及表面能的差異，隔膜對正極和負極會表現出不同的粘結力，現有帶有粘接層的隔膜往往對正極粘結力過大，導致正極測電解液浸潤相對較難也較差，最終影響電池的容量發揮及循環性能；而由于負極往往極性較弱，粗糙度較低，與隔膜形成的粘結力較弱，在熱壓過程中無法保證足夠的粘結力時會造成負極易與隔膜分層脫落，影響電芯制作過程，以及最終電芯的成品率。

申請號CN201710104652.3，公開日2017年05月31日的中國專利公開了一種電池單元的熱復合工藝，涉及電池技術領域。本發明電池單元的熱復合工藝包括：準備四層單元層；將第一隔膜、第一電極、第二隔膜、第二電極依次至下而上層層堆疊；將堆疊好的四層單元層送入熱壓機中熱壓，形成熱壓單元即可。本發明疊片效率高，工藝簡單，生產效率高，制作的電池安全性能高，循環性能好。

但隔膜在具有同等涂覆量、同樣粘結層時對正負極會形成不同且差異極大的粘結力，以及由此造成的負極往往粘接不牢，粘接后形成的第一單元彎曲變形。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種隔膜及使用該隔膜的鋰離子電池。通過控制隔膜兩側粘接層的面密度(涂覆量)及粘接層的化學組成，采用兩側具有不同粘結性能的隔膜實現對正極和負極的不同的粘結性。

現有技術的隔膜往往采用同樣的粘接層，但所采用的涂層多對正極可以實現較強粘接，對負極粘接較弱，使用過程中很容易出現由于負極粘接較弱而導致的分層和負極脫落，該問題一方面會造成生產良品率降低，另一方面不利于改善隔膜與負極的界面，影響電池性能。且現有技術中，通過粘結的方式將各層連接在一起會導致正負極形變不一致而造成的小單元的彎曲變形。

本發明的具體技術方案為：一種隔膜，包括隔膜基材和非對稱涂層，所述非對稱涂層包括涂覆于隔膜基材一面的第一涂層和涂覆于隔膜基材另一面的第二涂層，第一涂層與第二涂層分別包含不同有機聚合物，第一涂層的面密度為0.1-1.5g/m²，第二涂層的面密度為0.3-2.5g/m²。