[發明專利]一種電池隔離膜及其制備方法、二次電池

在審

• 申請號: 202111591247.1
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114267923A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 白麟;王連廣;劉淑真;高飛飛;湯曉;秦文娟;張緒杰;劉杲珺;白耀宗;甘珊珊
• 申請（專利權）人: 中材鋰膜有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/414;H01M10/05
• 代理公司: 北京惠森至誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11992
• 代理人: 王園園

1.一種電池隔離膜，其特征在于，包括：具有多孔結構的基材和涂覆于所述基材至少一面的耐熱性聚合物涂層；

所述耐熱性聚合物涂層包括耐熱性樹脂和非導電粒子；

其中，所述非導電粒子的粒徑D97≤耐熱性聚合物涂層的厚度；

所述非導電粒子的粒徑分布滿足：0.5≤(D90-D10)/D50≤3.0；

所述非導電粒子的比表面積S與平均粒徑D50之比滿足：0S/D50≤5×10⁷m/g。

2.根據權利要求1所述的電池隔離膜，其特征在于，所述電池隔離膜的剝離強度在10N/m以上，將所述電池隔離膜放置于130℃環境下1小時后，其在縱向和橫向上的收縮率均在15％以下，且縱向與橫向上的收縮率之比大于1，所述電池隔離膜在130℃環境下1小時后，25℃下浸泡電解液，60天之后針刺強度保持率在60％以上。

3.根據權利要求1或2所述的電池隔離膜，其特征在于，所述基材包括聚烯烴基材、無紡布基材和在其上涂覆無機顆粒或聚合物功能性涂層制備出的基材。

4.根據權利要求1或2所述的電池隔離膜，其特征在于，所述基材的厚度為1-30μm，優選為5-20μm；所述基材的孔隙率為10-70％，優選為20-60％；所述耐熱性聚合物涂層的厚度為1.5-10μm。

5.根據權利要求1或2所述的電池隔離膜，其特征在于，所述耐熱性樹脂選自含氮芳香族聚合物、聚酰亞胺聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚碳酸酯、聚甲醛中的一種或幾種；其中含氮芳香族聚合物包括芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亞胺、芳香族聚酰胺酰亞胺，優選為芳香族聚酰胺，特別優選對位芳香族聚酰胺；

優選地，對位芳香族聚酰胺的特性粘度為1.2-6.5g/l，優選為2-6g/l，更優選為3-5g/l；

優選地，對位芳香族聚酰胺的粘均分子量為10000-100000，優選為20000-80000。

6.根據權利要求1或2所述的電池隔離膜，其特征在于，所述非導電粒子包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈣、勃姆石、氫氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、硫酸鋇、氟化鈣、氟化鋇中的一種或幾種；優選為氧化鋁、勃姆石、氧化鎂、二氧化硅，特別優選為氧化鋁；

所述非導電粒子的形狀包括板狀、棒狀、鱗片狀、針狀、柱狀、球狀、塊體狀、多面體狀，優選板狀、多面體狀、柱狀、棒狀；

所述非導電粒子還可以含有具有鋰離子轉移能力的粒子，包括磷酸鋰、鋰鈦磷酸鹽、鋰鋁鈦磷酸鹽、鋰氮化物、碳酸鋰、氯化鋰、硫化鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種。

7.一種權利要求1-6任一項所述的電池隔離膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備基材；

(2)將非導電粒子投入到有機溶劑中，分散均勻后，加入耐熱性樹脂繼續進行分散，得到漿料；

(3)使用步驟(2)制備出的漿料涂覆在基材的至少一面上，得到涂覆膜；

(4)將涂覆膜經過凝固浴或者飽和蒸汽，耐熱性樹脂多孔涂層形成網狀纖維結構，無機顆粒均勻分布在多孔涂層中；

(5)將步驟(4)得到的涂覆膜經過水洗，干燥，得到電池隔離膜。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，有機溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四甲基脲中的一種或幾種。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，涂覆包括涂布法或浸漬法；涂布法包括刮刀法、浸漬法、逆轉輥法、直接輥法、微凹版輥法、擠壓法、噴涂法、點涂法，優選微凹版輥法、刮刀法；

優選地，步驟(5)中，干燥方式包括熱風、低濕風、真空干燥、噴霧干燥、冷凍干燥。

10.一種二次電池，其特征在于，包括權利要求1-6任一項所述的電池隔離膜。