一种复合隔膜及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种复合隔膜及其应用，所述复合隔膜包括基膜、设置于所述基膜一侧的间隙涂覆涂层和设置于所述基膜另一侧的改性涂层，所述间隙涂覆涂层包括间隙涂覆混涂涂层和底涂层，所述底涂层设置于所述间隙涂覆混涂涂层和基膜之间，所述底涂层包括陶瓷底涂层和/或混涂底涂层，所述间隙涂覆混涂涂层和底涂层通过一次涂覆得到。所述复合隔膜的具有良好的电解液浸润性、保液性，解决了传统隔膜电解液浸润性差、保液率低，难以满足锂离子电池越来越长的使用寿命要求的问题。长的使用寿命要求的问题。长的使用寿命要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合隔膜及其应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种复合隔膜及其应用。

技术介绍

[0002]隔膜是锂离子电池的关键组分，其独特的微孔结构可以传输离子而隔绝电子，从而实现锂离子电池的充电和放电。为了不断提高能量密度，锂离子电池负极硅载量越来越高，硅膨胀导致电芯受力增大，隔膜保液率下降，因此隔膜需要同时具备良好的电解液浸润性和保液性，以提高电池的使用寿命。
[0003]CN114361718A公开了一种锂离子电池用隔膜、锂离子电池。该锂离子电池用隔膜包括基膜以及富锂陶瓷涂层，富锂陶瓷涂层设置在基膜的至少一个表面上；其中，富锂陶瓷涂层是将陶瓷浆料涂覆于基膜的表面上干燥而成。
[0004]CN106953058A公开了一种锂离子电池隔膜，包括无纺布层、聚烯烃多孔膜，所述无纺布层的上部和下部分别带有沟槽，所述聚烯烃多孔膜压合在无纺布层的上下两侧，所述无妨布层的表面均布有微孔，孔隙率为80％，无纺布层的厚度为3
‑
6μm。
[0005]目前，传统的聚烯烃隔膜电解液浸润性差、保液率低，难以满足锂离子电池越来越长的使用寿命要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种复合隔膜及其应用，所述复合隔膜的具有良好的电解液浸润性、保液性，解决了传统隔膜电解液浸润性差、保液率低，难以满足锂离子电池越来越长的使用寿命要求的问题。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种复合隔膜，所述复合隔膜包括基膜、设置于所述基膜一侧的间隙涂覆涂层和设置于所述基膜另一侧的改性涂层，所述间隙涂覆涂层包括间隙涂覆混涂涂层和底涂层，所述底涂层设置于所述间隙涂覆混涂涂层和基膜之间，所述底涂层包括陶瓷底涂层和/或混涂底涂层，所述间隙涂覆混涂涂层和底涂层通过一次涂覆得到。
[0009]本专利技术所述复合隔膜具有间隙涂覆涂层，所述间隙涂覆涂层包括间隙涂覆混涂层和底涂层，基膜的电解液浸润性较差，底涂层可以提高隔膜电解液浸润性，缩短电芯注液时间以及提高隔膜与极片的电解液浸润均匀性，防止出现干区导致电芯性能下降；间隙涂覆混涂涂层一方面可以提高电解液浸润性，另一方面可以通过间隙保液，增强电芯的循环寿命。所述间隙涂覆涂层和改性涂层均包括水性无机陶瓷颗粒，二者协同作用，共同提高隔膜的电解液浸润性，构筑形成凹槽，增强隔膜保液性能，本专利技术所述复合隔膜具备较高的电解液浸润性和保液率，可以有效延长电芯的使用寿命。
[0010]优选地，所述基膜包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯
‑
聚丙烯复合涂覆隔膜、无纺布隔膜或聚酰亚胺隔膜中的任意一种或至少两种的组合。
[0011]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层由规则和/或不规则的条状区域形成，多个所述条
状区域间隔分布。
[0012]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层的形状包括竖直条纹、斜条纹或任意曲线中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层中相邻条纹的距离为0.1～50mm，例如：0.1mm、1mm、2mm、10mm、20mm或50mm等。
[0014]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层中条纹的宽度为0.1～10mm，例如：0.1mm、1mm、2mm、5mm、8mm或10mm等。
[0015]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层中条纹的厚度为0.5～5μm，例如：0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等。
[0016]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层条纹面积占全区覆盖率为10～90％，例如：10％、15％、20％、50％或90％等。
[0017]本专利技术所述复合隔膜中条纹的覆盖率会影响其性能，将条纹的覆盖率控制在10～90％，所述复合隔膜的性能较好，若条纹的覆盖率过大，会降低隔膜的浸润性和循环寿命，若条纹的覆盖率过小，会降低隔膜的保液率和循环寿命。
[0018]优选地，所述改性涂层包括无机改性涂层或混合改性涂层。
[0019]本专利技术在基膜的另一侧设置改性涂层，所述改性涂层可以提高隔膜的结构稳定性，同时，所述改性涂层中的无机陶瓷材料可以与间隙涂覆涂层中的无机陶瓷材料相辅相成，提高隔膜的循环性能。
[0020]优选地，所述改性涂层的厚度为0.5～5μm，例如：0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等。
[0021]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层、底涂层和改性涂层均包含无机陶瓷颗粒。
[0022]优选地，所述无机陶瓷颗粒包括勃姆石、氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、氧化钛、钛酸钡、氧化锌、氧化镍、氟化镁、氧化锆、氧化铈或硫酸钡中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述无机陶瓷颗粒的粒径为0.01～2μm，例如：0.01μm、0.1μm、1μm、1.5μm或2μm等。
[0024]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层中，无机陶瓷颗粒的质量占比为20～97％，例如：20％、30％、40％、50％或97％等。
[0025]优选地，所述间隙涂覆混涂涂层、混涂底涂层和混合改性涂层中还包括粘结剂。
[0026]优选地，所述粘结剂包括苯烯基单体、丙烯酸单体、烃基丙烯酸单体、丙烯酸酯单体、烃基丙烯酸酯单体、偏二氟乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯单体的均聚物或共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
[0027]优选地，所述粘结剂的粒径为0.05～15μm，例如：0.05μm、0.1μm、2μm、5μm、10μm或15μm等。
[0028]优选地，所述粘结剂在间隙涂覆混涂涂层中的质量占比为3～50％，例如：3％、5％、10％、30％或50％等。
[0029]优选地，所述间隙涂覆涂层和改性涂层的涂覆方法包括凹版辊涂、微凹版辊涂、喷涂或间歇涂覆中的任意一种或至少两种的组合。
[0030]第二方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如第一方面所述
的复合隔膜。
[0031]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0032](1)本专利技术所述复合隔膜具有优异的吸液率和保液率，对比于聚烯烃基膜，吸液率和保液率分别提升了120％和200％。
[0033](2)本专利技术所述复合隔膜可以延长电芯的使用寿命，对比于聚烯烃基膜，循环寿命增强了150％；对比于非间隙涂覆相同配方涂覆隔膜，循环寿命增强了70％。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例1所述复合隔膜的截面示意图，1
‑
基膜，2
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间隙涂覆混涂涂层，3
‑
陶瓷底涂层，4
‑
无机改性涂层。
[0035]图2是本专利技术实施例1所述复合隔膜的涂覆示意图。
[0036]图3是本专利技术实施例2所述复合隔膜的截面示意图，1
‑
基膜，5
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间隙涂覆混涂涂层，6
‑
混涂底涂层，7
‑
混合改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜包括基膜、设置于所述基膜一侧的间隙涂覆涂层和设置于所述基膜另一侧的改性涂层，所述间隙涂覆涂层包括间隙涂覆混涂涂层和底涂层，所述底涂层设置于所述间隙涂覆混涂涂层和基膜之间，所述底涂层包括陶瓷底涂层和/或混涂底涂层，所述间隙涂覆混涂涂层和底涂层通过一次涂覆得到。2.如权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述基膜包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯
‑
聚丙烯复合涂覆隔膜、无纺布隔膜或聚酰亚胺隔膜中的任意一种或至少两种的组合。3.如权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述间隙涂覆混涂涂层由规则和/或不规则的条状区域形成，多个所述条状区域间隔分布，所述间隙涂覆混涂涂层的形状包括竖直条纹、斜条纹或任意曲线中的任意一种或至少两种的组合。4.如权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述间隙涂覆混涂涂层中相邻条纹的距离为0.1～50mm，所述间隙涂覆混涂涂层中条纹的宽度为0.1～10mm，所述间隙涂覆混涂涂层中条纹的厚度为0.5～5μm，所述间隙涂覆混涂涂层条纹面积占全区覆盖率为10～90％。5.如权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述改性涂层包括无机改性涂层或混合改性涂层，所述改性涂层的厚度为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶燕燕，谭小芳，曾汉民，张旭，张欢，陶波清，何巍，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：