[發明專利]電池隔膜及其制備方法、二次電池

在審

• 申請號: 202110839198.2
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113629357A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 胡家玲
• 申請（專利權）人: 恒大新能源技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/446;H01M50/403;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 曹柳

本發明屬于電池技術領域，尤其涉及一種電池隔膜及其制備方法，以及一種二次電池。其中，電池隔膜包括基膜和至少結合在所述基膜一個表面的涂層，所述涂層中包括無機納米材料、顆粒狀粘結劑和枝狀粘結劑，所述顆粒狀粘結劑的粒徑大于所述基膜的孔徑。本發明提供的電池隔膜，通過顆粒狀粘結劑和枝狀粘結劑的協同配合作用，不但提高了隔膜中涂層與基膜的結合穩定性，而且大粒徑的顆粒狀粘結劑有效避免了涂層中粘結劑等組分對基膜微孔堵塞，提高了電池隔膜的透氣性，從而降低電芯阻抗，提升電池的循環性能。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，尤其涉及一種電池隔膜及其制備方法，以及一種二次電池。

背景技術

鋰離子電池，由于具備比能量高、循環壽命長、無記憶效應等優點，鋰電池已廣泛應用在我們生活的方方面面，小到手機，大到電動汽車、儲能電站等領域。鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液等四大主材組成。其中，隔膜在鋰離子電池中起到隔絕電子、提供離子通道、以及隔絕正負極接觸的作用。因此，隔膜對鋰離子電池的倍率、循環、安全等性能起著至關重要的作用。目前，被廣泛應用的隔膜主要有三類：濕法PE基膜、干法PP基膜、以及基于PE及PP基膜進行表面涂覆的涂層隔膜。涂層隔膜主要有：陶瓷涂層隔膜、陶瓷/聚合物混合涂層隔膜、陶瓷+聚合物復合涂層隔膜。涂覆陶瓷涂層有助于提升電池耐溫性，但是涂層粘結劑易成膜導致隔膜透氣性能變差，導致電池阻抗增加、倍率變差、循環劣化。因此，我們急需降低陶瓷涂層粘結劑成膜對隔膜透氣性能的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電池隔膜及其制備方法，以及一種二次電池，旨在一定程度上解決現有陶瓷隔膜的涂層易導致隔膜透氣性差，增加隔膜阻抗的問題。

為實現上述申請目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種電池隔膜，電池隔膜包括基膜和至少結合在基膜一個表面的涂層，涂層中包括無機納米材料、顆粒狀粘結劑和枝狀粘結劑，顆粒狀粘結劑的粒徑大于基膜的孔徑。

本發明第一方面提供的電池隔膜，通過顆粒狀粘結劑和枝狀粘結劑的協同配合作用，不但提高了隔膜中涂層與基膜的結合穩定性，而且大粒徑的顆粒狀粘結劑有效避免了涂層中粘結劑等組分對基膜微孔堵塞，提高了電池隔膜的透氣性，從而降低電芯阻抗，提升電池的循環性能。

進一步地，顆粒狀粘結劑的粒徑為3～5μm；該粒徑大小的顆粒狀粘結劑，既有效降低了涂層中粘結劑等組分對基膜微孔的填充堵塞，又確保了涂層成膜均勻性，表面平整性，及膜層致密性等成膜性能。

進一步地，顆粒狀粘結劑的吸液率為5～50％；該吸液率有利于顆粒狀粘結劑在成膜過程中維持顆粒狀。

進一步地，顆粒狀粘結劑包括聚丙烯酸酯類顆粒、改性聚偏氟乙烯類聚合物顆粒中的至少一種，這些粘結劑不但粘接性能好，而且形成的顆粒狀形態穩定，可有效減少涂層中組分對基膜微孔的堵塞作用。

進一步地，枝狀粘結劑的吸液率為60～300％；該吸液率充分確保了枝狀粘結劑在涂層中延展形成網狀結構，將顆粒狀粘結劑、無機納米材料等組分連接起來，形成結合穩定的涂層。

進一步地，枝狀粘結劑包括聚丙烯酸酯類乳液、丁苯橡膠類聚合物乳液中的至少一種，這些粘結劑黏結性能好，吸液率高，在涂層成膜過程中易于形成枝狀甚至網狀結構。

進一步地，基膜的平均孔徑為30～100nm，基膜的孔隙率為35～45％；該孔隙率、大孔徑的基膜有利于提高隔膜的離子遷移傳輸效率，降低電芯阻抗。

進一步地，基膜選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、無紡布中的至少一種；這些基膜孔隙率高，孔徑小且均一，對電子阻隔效果好，離子導通效果好。

進一步地，涂層的厚度為1～4μm；該厚度的涂層既確保了無機納米材料對隔膜耐溫性能的提升，又確保了隔膜有較高的透氣性，電阻低。