【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，特别是涉及一种隔离膜及包含所述隔离膜的电化学装置和电子装置。
技术介绍
1、锂离子电池的结构中，隔离膜是关键的内层组件之一。隔离膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔离膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔离膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。现有的锂离子电池隔离膜通常为涂层隔离膜，然而现有的涂层隔离膜往往无法同时满足高粘结性和高动力学性能的需求，有鉴于此，需要提供一种能够兼顾粘结性和动力学性能的涂层隔离膜。
2、并且，随着锂离子电池在消费终端等领域应用的迅速发展，人们对锂离子电池的充放电循环性能也有了越高的要求。尤其是在低温条件下，锂离子电池的实际充放电性能远小于设计值，制约了锂离子电池的进一步应用。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种隔离膜及包含所述隔离膜的电化学装置和电子装置，以提高锂离子电池的倍率性能和循环性能，尤其是在低温条件下的倍率性能和循环性能。具体技术方案如下：
2、需要说明的是，本申请的内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。
3、本申请的第一方面提供了一种隔离膜，包括基材和设置于基材至少一个表面上的第一涂层，其中，第一涂层包含第一聚合物，在第一涂层表面的任意250μm×200μm区域内，第一聚合物颗粒最大长度处于10μm至3
4、本申请的隔离膜采用sem(扫描电子显微镜)在500倍的放大倍数下观察，在任意250μm×200μm区域(也即一个目镜所能观察到的区域)内第一聚合物颗粒最大长度处于10μm至30μm之间的颗粒数量在10个至30个。不限于任何理论，通过控制第一聚合物颗粒最大长度处于10μm至30μm之间的颗粒数量在上述范围内，能够在第一涂层中呈现点状离散分布，为电解液传输提供通道，能够进一步提升锂离子电池的性能，尤其是低温性能。
5、本申请的第一涂层设置在隔离膜基材的至少一个表面，例如，第一涂层可以设置在隔离膜基材的一个表面上，或者第一涂层可以设置在隔离膜基材的两个表面上。本申请的正极具体可以指正极极片，负极具体可以指负极极片。
6、在本申请的一种实施方案中，隔离膜的透气值p为500sec/100ml至10000sec/100ml，优选为1000sec/100ml至5000sec/100ml。当隔离膜的透气值p过高时(例如高于10000sec/100ml)，导致锂离子电池内阻增大，会影响电池的倍率放电性能，尤其是低温下的倍率放电性能；当隔离膜的透气值p过低时(例如低于500sec/100ml)，隔离膜的透气性能虽然较好，但是对应电芯(锂离子电池)的硬度较低，易出现软电芯。通过控制本申请隔离膜的透气值p在上述范围内，能够使锂离子电池具有优异的倍率性能，尤其是低温下的倍率性能，并使电芯的硬度得到较好的提高。
7、在本申请的一种实施方案中，隔离膜的第一涂层涂布面密度w1为0.4g/m2至2g/m2，优选的，第一涂层涂布面密度w1为0.4g/m2至1g/m2。不限于任何理论，当第一涂层涂布面密度w1过低时(例如低于0.4g/m2)，会使界面间粘结力不足，涂层粘结性能下降；当第一涂层涂布面密度w1过高时(例如高于2g/m2)，锂离子电池中的电极活性材料相对含量下降，影响锂离子电池的能量密度。通过控制本申请第一涂层涂布面密度w1在上述范围内，能够使隔离膜与电极极片之间具有优良的界面间粘结性能，对锂离子电池的能量密度影响较小。
8、在本申请的一种实施方案中，隔离膜的孔隙率k为30％至65％。不限于任何理论，当隔离膜的孔隙率k过低时(例如低于30％)，电解液难以浸润隔离膜，影响隔离膜的离子传输能力；当隔离膜的孔隙率k过高时(例如高于65％)，隔离膜变得疏松，强度下降，影响影响隔离膜的抗穿刺性能。通过控制本申请隔离膜的孔隙率k在上述范围内，能够使隔离膜具有优良的离子传输能力和强度。
9、在本申请的一种实施方案中，隔离膜还包括耐热层，耐热层可以设置在基材和第一涂层之间。耐热层包括无机粒子，无机粒子的dv50为0.5μm至35μm，优选为5μm至35μm。通过在基材和第一涂层之间设置耐热层，能够进一步提高隔离膜的强度和耐热性能。无机粒子的粒径不宜过大或过小，当无机粒子的粒径过大时(例如大于35μm)，难以实现耐热层的薄涂布设计，影响锂离子电池的能量密度；当无机粒子的粒径过小时(例如小于0.5μm)，导致无机粒子堆积孔隙减小，影响离子传输，从而影响锂离子电池的动力学性能。通过控制无机粒子的dv50在上述范围内，能够使隔离膜具有较高的能量密度和优良的动力学性能。本申请对耐热层的厚度没有特别限制，例如可以为0.6μm至40μm，只要使得耐热层满足本申请要求即可。
10、本申请对耐热层中的无机粒子没有特别限制，只要能达到本申请目的即可，无机粒子包括勃姆石、氢氧化镁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼或氮化铝中的至少一种。
11、在本申请的一种实施方案中，隔离膜的透气值p与第一涂层面密度w1满足如下关系：p/w1＝500至6500。不限于任何理论，当隔离膜的透气值p与第一涂层面密度w1的比值过低时(例如p/w1低于500)，表明隔离膜的透气值低、第一涂层涂布面密度小，导致隔离膜与极片的界面粘接差，影响锂离子电池的硬度，易导致软电芯；当隔离膜的透气值p与第一涂层面密度w1的比值过高时(例如p/w1高于6500)，表明隔离膜的透气值高、透气性能差、第一涂层涂布面密度大，导致锂离子电池内阻增大，影响电池的倍率性能，尤其是低温下的倍率性能。通过控制隔离膜的透气值p与第一涂层面密度w1的比值在上述范围内，能够使锂离子电池具有优异的倍率性能，尤其是低温下的倍率性能。
12、在本申请的一种实施方案中，隔离膜的孔隙率k与第一涂层面密度w1满足如下关系：k/w1＝0.15至1.4。不限于任何理论，当隔离膜的孔隙率k与第一涂层面密度w1的比值过低时(例如k/w1低于0.15)，表明隔离膜的孔隙率低、第一涂层涂布面密度大，电解液难以浸润隔离膜，影响隔离膜的离子传输能力；当隔离膜的孔隙率k与第一涂层面密度w1的比值过高时(例如k/w1低于1.4)，表明隔离膜的孔隙率高、第一涂层涂布面密度小，隔离膜变得疏松，强度下降，影响影响隔离膜的抗穿刺性能。通过控制隔离膜的孔隙率k与第一涂层面密度w1的比值在上述范围内，能够使隔离膜具有优良的离子传输能力和强度。
13、在本申请的一种实施方案中，第一涂层还包括第一辅助粘结剂，第一聚合物与第一辅助粘结剂质量比为2.5至18。不限于任何理论，当第一聚合物与第一辅助粘结剂质量比过低时(例如低于2.5)，第一聚合物的含量下降，使得颗粒状的第一聚合物带来的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔离膜，包括基材和设置于所述基材至少一个表面上的第一涂层，
2.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的透气值P为500sec/100mL至10000sec/100mL。
3.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的第一涂层涂布面密度W1为0.4g/m2至2g/m2。
4.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的孔隙率K为30％至65％。
5.根据权利要求4所述的隔离膜，其中，所述无机粒子包括勃姆石、氢氧化镁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼或氮化铝中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的透气值P与所述第一涂层面密度W1满足如下关系：P/W1＝500至6500。
7.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的孔隙率K与所述第一涂层面密度W1满足如下关系：K/W1＝0.15至1.4。
8.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述第一涂层还包括第一辅助粘结剂，所述第一辅助粘结剂包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯
9.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜还包括第二涂层，所述第一涂层和所述第二涂层分别设置在隔离膜的两侧，所述第二涂层包括第二聚合物和第二辅助粘结剂，第二聚合物与第二辅助粘结剂质量比为5至20。
10.根据权利要求8所述的隔离膜，其中，所述第一涂层设置面对正极时的粘接强度4N/m至20N/m。
11.根据权利要求9所述的隔离膜，其中，所述第二涂层设置面对负极时的粘接强度4N/m至20N/m。
12.根据权利要求8所述的隔离膜，其中，基于所述第一涂层的总质量，所述第一聚合物的质量百分含量为85％至95％，所述第一辅助粘结剂的质量百分含量为5％至15％。
13.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述第一聚合物的软化点为90℃至150℃，所述第一聚合物的Dv50为3μm至16μm。
14.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的第二涂层涂布面密度W2为0.1g/m2至1g/m2。
15.根据权利要求9所述的隔离膜，其中，基于所述第二涂层的总质量，所述第二聚合物的质量百分含量为88％至92.5％，所述第二辅助粘结剂的质量百分含量为7.5％至12％。
16.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述第一聚合物包括偏氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。
17.根据权利要求9所述的隔离膜，其中，所述第二聚合物包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、丙烯腈和丁二烯的均聚物或共聚物中的至少一种，所述第二聚合物的Dv50为0.2μm至8μm；所述第二辅助粘结剂包括羧甲基纤维素钠或二甲基硅氧烷中的至少一种。
18.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜满足以下特征中的至少一种：
19.一种电化学装置，包括权利要求1-18中任一项所述的隔离膜。
20.一种电子装置，包含权利要求19所述的电化学装置。
...【技术特征摘要】
1.一种隔离膜，包括基材和设置于所述基材至少一个表面上的第一涂层，
2.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的透气值p为500sec/100ml至10000sec/100ml。
3.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的第一涂层涂布面密度w1为0.4g/m2至2g/m2。
4.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的孔隙率k为30％至65％。
5.根据权利要求4所述的隔离膜，其中，所述无机粒子包括勃姆石、氢氧化镁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼或氮化铝中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的透气值p与所述第一涂层面密度w1满足如下关系：p/w1＝500至6500。
7.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜的孔隙率k与所述第一涂层面密度w1满足如下关系：k/w1＝0.15至1.4。
8.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述第一涂层还包括第一辅助粘结剂，所述第一辅助粘结剂包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、丙烯腈和丁二烯的均聚物或共聚物中的至少一种，第一聚合物与第一辅助粘结剂质量比为2.5至18。
9.根据权利要求1所述的隔离膜，其中，所述隔离膜还包括第二涂层，所述第一涂层和所述第二涂层分别设置在隔离膜的两侧，所述第二涂层包括第二聚合物和第二辅助粘结剂，第二聚合物与第二辅助粘结剂质量比为5至20。
10.根据权利要求8所述的隔离膜，其中，所述第一涂层设置面对正极时的粘接强度4n/m至20n...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯波，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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