[發明專利]一種復合隔膜及其制備方法、二次電池和用電設備

在審

• 申請號: 202210980143.8
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115312978A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 盧亦鏗;黎嬌;陳守敏;程忠
• 申請（專利權）人: 欣旺達電動汽車電池有限公司
• 主分類號: H01M50/457
• 分類號: H01M50/457;H01M50/489;H01M50/497;H01M10/052;H01M10/42;H01M50/403;H01M50/411
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任曉云

本申請公開了一種復合隔膜及其制備方法、二次電池和用電設備，其中復合隔膜包括有機聚合物層和基膜，所述有機聚合物層設置在所述基膜兩側；所述有機聚合物層包括有機聚合物，所述有機聚合物含有氰基(?CN)、羧基(?COOH)、酯基(?COO?)和醚鍵(R?O?R’)中的至少一種官能團；所述復合隔膜對電解液的浸潤角為12～25°，浸潤速度為6～9mm/min。本申請通過在基膜上設置有機聚合物層改善了電池隔膜熱穩定性低、抵御熱失控能力差以及導離子性能差的問題。

技術領域

本申請涉及二次電池技術領域，具體涉及的是一種復合隔膜及其制備方法、二次電池和用電設備。

背景技術

二次電池，特別是鋰二次電池具有高理論比能量的特性，被廣泛應用于各種儲能系統中。隨著電動汽車行業的興起，帶動鋰二次電池研究往快充快放、高安全性能的方向發展。

隔膜作為鋰二次電池的重要組成部分之一，能夠保障鋰離子電池在各種條件下循環的安全性以及離子傳輸性能。因此，在快充快放體系的鋰離子電池開發過程中，隔膜的安全性能和隔膜的導離子性能是重點關注的特性。目前的隔膜閉孔溫度偏高，閉孔-破膜區間窄，隔膜熔融閉孔后阻隔離子通過時間短，一旦電池持續升溫，閉孔效應尚未阻斷電池熱失控，隔膜即因到達破膜溫度破裂皺縮，導致正負極直接接觸，引發下一階段嚴重熱失控，且隔膜的離子導通性能較差，影響鋰離子傳輸速率，從而影響電池電化學性能的發揮。

因此有必要提供一種隔膜改善上述問題。

發明內容

本申請提供了一種復合隔膜及其制備方法、二次電池和用電設備，旨在解決現有隔膜熱穩定性低、抵御熱失控能力差以及導離子性能差的問題。

本申請首先提供了一種復合隔膜，所述復合隔膜包括有機聚合物層和基膜，所述有機聚合物層設置在所述基膜兩側；

所述有機聚合物層包括有機聚合物，所述有機聚合物含有氰基(-CN)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)和醚鍵(R-O-R’)中的至少一種官能團；

所述復合隔膜對電解液的浸潤角為12～25°，所述復合隔膜的浸潤速度為6～9mm/min。

上述的復合隔膜中，所述有機聚合物包括聚(丁酸乙烯酯-丙烯腈)共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚(丙烯腈-丁酸乙烯酯-乙酸乙烯酯)共聚物、聚乙酯乙烯醚或聚(丙烯腈-乙酯乙烯醚)共聚物中的至少一種。

上述的復合隔膜中，所述有機聚合物層在所述基膜一側的厚度為1～6μm；

所述基膜的厚度為9～16μm；

所述基膜的孔隙率為30～36％。

上述的復合隔膜中，所述有機聚合物的平均分子量為6000～30萬。

進一步地，所述氰基(-CN)選自丙烯腈、甲基丙烯腈，所述羧基(-COOH)選自丁烯酸、順丁烯二酸，所述醚鍵(R-O-R’)選自甲基乙烯基醚、乙酯乙烯醚。

進一步地，所述有機聚合物的粒徑在1.2～2.5μm范圍內。

進一步地，所述復合隔膜在溫度為100℃，加熱1h條件下橫向、縱向熱收縮≤2％。

本申請還提供了上述復合隔膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備有機聚合物；

(2)將所述有機聚合物、粘接劑和有機溶劑混合，得到有機聚合物乳液；

(3)將所述有機聚合物乳液涂覆在基膜表面，得到所述復合隔膜。

上述的制備方法中，所述制備有機聚合物的步驟包括：

將乳化劑、有機聚合物單體和引發劑混合后引發聚合反應，得到第一混合溶液；