【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，尤其涉及一种电池隔离膜及其制备方法、储能装置。
技术介绍
1、近年来，因电池热失控引起的安全事故层出不穷，而大部分热失控(甚至起火和爆炸等)都是由电池内部短路造成的，因此抑制电池内部短路是保障电池安全的重要手段。隔离膜作为电池的重要组成部件，其结构特性是影响电池热失控和内部短路过程的重要因素。
2、为提高隔离膜的耐热性，可采用涂覆层由粘结剂颗粒和耐热材料组成的电池隔离膜。但在这种电池隔离膜中，一方面粘结剂颗粒的用量较大但材料利用率偏低，且粘结剂的成本昂贵，导致复合结构的电池隔离膜的制作成本高；另一方面耐热材料在基膜上的涂层厚度有限，其被动地耐受高温的能力有限，在电池被滥用的工况下，电池仍存在很高的热失控风险。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请公开一种电池隔离膜及其制备方法、储能装置，以解决目前的电池隔离膜较难实现低成本、高安全性地抵抗电池热失控(尤其是滥用工况下电池热失控)的问题。
2、第一个方面，所述电池隔离膜包括基膜以及设于所述基膜至少一侧表面的功能涂层，所述功能涂层包括复合颗粒，所述复合颗粒包括可膨胀内核、设于所述可膨胀内核外周的中间层以及设于所述中间层外周的外层，其中：
3、所述可膨胀内核为沸点为80℃～150℃的有机化合物；
4、所述中间层为热塑性聚合物材料，所述热塑性聚合物材料的回弹率小于或者等于50％；
5、所述外层为具有弹性的粘结剂材料。
6、可选地，所述可膨胀内核
7、可选地，所述中间层的材料包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种。
8、可选地，所述外层的材料为聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的至少一种。
9、进一步地，所述复合颗粒的粒径为3.4μm～16μm。
10、进一步地，所述可膨胀内核的直径为0.2μm～2μm。
11、进一步地，所述中间层的厚度为0.8μm～2μm。
12、进一步地，所述外层的厚度为0.8μm～5μm。
13、进一步地，所述复合颗粒在80℃～150℃下的膨胀体积为所述复合颗粒在电池常温工况下体积的10～40倍。
14、进一步地，所述功能涂层还包括耐热材料，所述耐热材料与所述复合颗粒的质量比为7:3～8:2。
15、可选地，所述功能涂层设于所述基膜的一侧表面。
16、可选地，所述功能涂层包括分别设于所述基膜的相背两个表面的第一功能子层和第二功能子层，所述耐热材料和所述复合颗粒分别位于不同的所述功能子层中。
17、进一步地，所述复合颗粒的制作方法包括以下步骤：
18、将所述可膨胀内核的材料、所述热塑性聚合物材料、乳化剂加入水中，混合得到5g/l～10g/l的分散液其中，以质量百分数计，所述可膨胀内核的材料的用量为70wt％～80wt％、所述热塑性聚合物材料的用量为18wt％～30wt％、所述乳化剂的用量为2wt％～5wt％；
19、将用于制备聚硅氧烷的第一聚合物单体、第二聚合物单体和聚合物引发剂加入到有机溶剂中，得到有机相反应体系；其中，以质量百分数计，所述第一聚合物单体的用量为90wt％～94wt％、所述热塑性聚合物材料的单体的用量为3.5wt％～5wt％、所述聚合物引发剂的用量为1wt％～5wt％；
20、将所述有机相反应体系加入到所述分散液中进行乳化，得到第一乳化体系；
21、将所述第一乳化体系加热至50℃～70℃，再加入偶联剂进行聚合反应5小时～9小时，得到第二乳化体系，所述第二乳化体系中具有过渡结构颗粒，所述过渡结构颗粒为所述中间层包覆所述可膨胀内核的结构；
22、将用于形成所述粘结剂材料的单体、过氧化二碳酸二异丙酯、全氟辛酸水溶液加入到所述第二乳化体系中进行乳化聚合，使所述中间层的外周包覆有所述外层。
23、可选地，在所述复合颗粒的制作方法中，所述乳化剂包括羧甲基纤维素、甲基纤维素、明胶或瓜尔胶中的一种或多种；和/或，
24、所述第一聚合物单体包括2-甲基苯乙烯、苯乙烯、3-乙基苯乙烯或丙烯中的一种或多种；和/或，
25、所述第二聚合物单体包括硅酸乙酯、甲氧基硅酸酯或丙氧基硅酸酯中的一种或多种；和/或，
26、所述聚合物引发剂包括硅烷、硅氧烷或苯基硅烷中的一种或多种；和/或，
27、所述有机溶剂包括甲苯、氯仿或乙二醇乙二醚中的一种或多种；和/或，
28、所述偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)-丙基三甲氧基硅烷。
29、第二个方面，本申请实施例提供一种如第一个方面所述的电池隔离膜的制备方法，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
30、将所述复合颗粒涂覆在所述基膜的至少一侧表面，形成所述功能涂层；
31、干燥后得到所述电池隔离膜。
32、进一步地，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
33、将耐热材料与所述复合颗粒涂覆在所述基膜的至少一侧表面上，形成所述功能涂层；其中，所述耐热材料与所述复合颗粒的质量比为7:3～8:2；
34、干燥后得到所述电池隔离膜。
35、可选地，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
36、将所述耐热材料与所述复合颗粒混合后涂覆在所述基膜的一侧表面，形成位于所述基膜单侧表面的所述功能涂层；
37、干燥后得到所述电池隔离膜。
38、可选地，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
39、将所述耐热材料涂覆在所述基膜的第一表面，形成第一功能子层，将包括所述复合颗粒的浆料涂覆在所述基膜的第二表面，形成第二功能子层，所述第一表面与所述第二表面相背设置；其中，所述复合颗粒在所述浆料中的质量百分比为20％～30％；
40、干燥后形成所述电池隔离膜。
41、第三个方面，本申请提供一种储能装置，所述储能装置包括如第一个方面所述的电池隔离膜，或者所述储能装置包括如第二个方面所述的电池隔离膜的制备方法制得的电池隔离膜。
42、相较于现有技术，本申请的有益效果如下：
43、本申请的电池隔离膜通过对功能涂层的材料进行改性，提供一种多功能的复合颗粒，在较低成本的前提下，其具有正常工况下可压缩不破裂、在热失控情况下可迅速膨胀的特点，能主动提高电池隔离膜抵抗热失控风险的能力。具体是在常规操作温度范围内，该复合颗粒能够正常使用，且可提供良好的粘结力，将电极极片与电池隔离膜紧密粘结，提升电芯的循环性能。在电池发生热失控时，随着电芯内部温度的上升，当温度升至超过80℃时，能够触发复合颗粒迅速膨胀，进而促使正极极片与负极极片之间的间距增大，阻断内短路的持续发生，起到主动隔断的作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池隔离膜，其特征在于，所述电池隔离膜包括基膜以及设于所述基膜至少一侧表面的功能涂层，所述功能涂层包括复合颗粒，所述复合颗粒包括可膨胀内核、设于所述可膨胀内核外周的中间层以及设于所述中间层外周的外层，其中：
2.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述可膨胀内核包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、乙酸丙酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述中间层包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述外层包括聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述复合颗粒的粒径为3.4μm～16μm；和/或，
6.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述复合颗粒在80℃～150℃下的膨胀体积为所述复合颗粒在电池常温工况下体积的10～40倍。
7.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所
8.根据权利要求7所述的电池隔离膜，其特征在于，所述功能涂层设于所述基膜的一侧表面，或者，
9.根据权利要求1至8任一项所述的电池隔离膜，其特征在于，所述复合颗粒的制作方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的电池隔离膜，其特征在于，在所述复合颗粒的制作方法中，所述乳化剂包括羧甲基纤维素、甲基纤维素、明胶或瓜尔胶中的一种或多种；和/或，
11.一种如权利要求1至10任一项所述的电池隔离膜的制备方法，其特征在于，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的电池隔离膜的制备方法，其特征在于，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的电池隔离膜的制备方法，其特征在于，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
14.根据权利要求12所述的电池隔离膜的制备方法，其特征在于，所述电池隔离膜的制备方法包括以下步骤：
15.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括如权利要求1至10任一项所述的电池隔离膜，或者所述储能装置包括如权利要求11至14任一项所述的电池隔离膜的制备方法制得的电池隔离膜。
...【技术特征摘要】
1.一种电池隔离膜，其特征在于，所述电池隔离膜包括基膜以及设于所述基膜至少一侧表面的功能涂层，所述功能涂层包括复合颗粒，所述复合颗粒包括可膨胀内核、设于所述可膨胀内核外周的中间层以及设于所述中间层外周的外层，其中：
2.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述可膨胀内核包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、乙酸丙酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述中间层包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述外层包括聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述复合颗粒的粒径为3.4μm～16μm；和/或，
6.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述复合颗粒在80℃～150℃下的膨胀体积为所述复合颗粒在电池常温工况下体积的10～40倍。
7.根据权利要求1所述的电池隔离膜，其特征在于，所述功能涂层还包括耐热材料，所述耐热材料与所述复合颗粒的质量比为7...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐恒，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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