[發明專利]一種隔膜以及含有該隔膜的電化學裝置

在審

• 申請號: 202110594613.2
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113328206A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 蔣學鑫;張軻軻;王韶暉;汪志全
• 申請（專利權）人: 安徽壹石通新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M50/44
• 分類號: H01M50/44;H01M50/431;H01M50/454;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發明公開了一種隔膜以及含有該隔膜的電化學裝置，涉及電池技術領域，所述隔膜包括微孔基膜、無機纖維以及粘結劑。由于本發明中含有無機纖維，在制成涂層中，這些纖維之間相互搭接，形成相互支撐的結構，受熱時能夠抵抗基膜的收縮，改善隔膜的熱收縮性能；并且由于這些纖維之間無需完全填充粘結劑，即可實現纖維間的搭接，與現有技術相比，粘結劑用量相對減少，進而減少了涂層中的有機物質含量，提高了隔膜涂層的熱穩定性。

技術領域：

本發明屬于電池技術領域，具體地涉及一種隔膜以及含有該隔膜的電化學裝置。

背景技術：

在鋰離子電池中，隔膜主要起到防止正負極接觸并允許鋰離子傳導的作用，是鋰離子電池重要的組成部分。目前，商品化的鋰離子電池中采用的主要是具有微孔結構的聚烯烴類隔膜材料，如聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP)的單層或多層膜。聚烯烴隔膜可以提供足夠的機械強度和化學穩定性用于鋰離子電池，但在高溫條件下則表現出較大的熱收縮性。熱收縮導致正負極接觸、短路，迅速積聚大量熱，從而引發起火、燃燒甚至爆炸等安全事故。

為了解決這一問題，技術人員以聚烯烴隔膜為基膜，通過涂布無機陶瓷材料對隔膜的性能進行改善，但是為了使無機顆粒之間能夠很好的粘結，涂層中采用了較多的粘合劑、交聯劑等有機物質，一般粘結劑的量不少于涂層重量的5％，由于有機物質的熱穩定性差，在電池使用過程中，這些有機物質會逐漸老化，涂層的強度會逐漸喪失。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種隔膜，該隔膜的涂層中含有纖維組分，能夠改善現有隔膜的熱收縮大的問題。涂層中有機物質含量低，可以提高涂層的熱穩定性。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種隔膜，包括微孔基膜、無機纖維以及粘結劑。

無機纖維沒有特定的限制，能夠在電池中保持不被氧化或還原即可。

所述微孔基膜為聚烯烴類膜、纖維膜、復合膜中的至少一種。

所述無機纖維的形貌為針狀、條狀或棒狀中的至少一種，

所述無機纖維的中位粒度為1-10μm，優選1-5μm。

所述無機纖維的長徑比大于5。

所述無機纖維包括二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋁水合物、碳化硅、氮化硅、氧化鎂中的一種或多種的混合物，但不限于此。

優選地，所述無機纖維包括氧化鋁、氧化鋁水合物中的至少一種。

優選地，所述氧化鋁水合物為勃姆石。

所述粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚環氧乙烷、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基普魯蘭(pullulan)、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、普魯蘭、羧甲基纖維素、羥甲基纖維素鈉鈉、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡膠、磺化三元乙丙橡膠、丁苯橡膠(SBR)、氟橡膠、聚酰亞胺中的至少一種。

所述粘結劑的含量為無機纖維的0.2％-20％，優選0.2％-10％，更進一步的優選0.5％-2％。

所述隔膜的厚度為2-30μm，優選2-10μm。

所述隔膜在電化學裝置中的應用。

由于隔膜是用于離子導通，因此本發明組合物制備的隔膜除了用于鋰離子電池，還可以用于通過鈉離子、鉀離子、鎂離子、鋁離子等其它借助離子導通發揮功能的電化學裝置。

本發明的有益效果：