【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，涉及一种多孔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、商业化的锂离子电池目前主要使用的是有机液体电解质。但是由于有机溶剂具有易燃、易泄露、易挥发等特点，电池过充和短路等潜在风险使得液态有机电解质锂离子电池在使用中存在一定的安全隐患。而全固态锂电池有望解决液态锂电池中存在的电解液泄露、燃烧和锂枝晶刺穿隔膜导致的短路等安全问题。
2、目前主流的固态电解质膜采用通常是对薄膜进行打孔后获得，激光打孔是一种较为高效的打孔方式，其是利用高功率密度的激光束照射被加工材料，光斑照射区域迅速升温、熔融和气化，产生一定直径的直通孔，从而形成多孔膜。然而打孔过程中产生的熔融聚合物会堆积在孔周围的薄膜表面，形成显著的火山口形状，使得多孔膜表面凹凸不平，显著增加了多孔膜的厚度，降低了电池的质量能量密度，且凹凸不平的表面导致多孔膜的表面产生不均匀的内应力分布，使得多孔膜的机械强度降低，难以适用于电池的涂布和装配工艺。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种多孔膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的多孔膜，通过控制激光打孔过程中形成的凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占多孔膜的膜面面积的比值≤80％且不为0，能够使多孔膜的厚度无明显增加以及维持多孔膜表面较为均匀的内应力分布，使得多孔膜具有较高的机械强度，在应用于电池时使电池维持较高的质量能量密度、较低的阻抗以及较低的短路率。
2、本专利技术第一方面提供一种多孔膜，通过激光打孔形成，所述多孔膜包括若干个直通孔以及分布于所
3、所述凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜的膜面面积的比值≤80％且不为0。
4、如上所述的多孔膜，其中，所述凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜的膜面面积的比值为18％～70％。
5、如上所述的多孔膜，其中，直通孔的形状为圆形，所述凸起部在所述多孔膜膜面上的投影形状为圆环，所述圆环的宽度占外圆半径的比值≤75％。
6、如上所述的多孔膜，其中，所述凸起部的高度与所述多孔膜的厚度比值≤50％；
7、和/或，所述多孔膜的厚度为5μm～20μm。
8、如上所述的多孔膜，其中，所述多孔膜的孔隙率≥12％，且所述凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜膜面面积的比值≤70％。
9、本专利技术第二方面提供一种如上所述的多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
10、采用激光打孔装置对基膜进行激光打孔处理，得到所述多孔膜；
11、所述激光打孔处理满足以下条件：激光扫描速度为10mm/s～200mm/s、脉冲输出能量为5.4w～9w、脉冲重复频率为8khz～100khz、脉冲宽度为0.1ms～0.7ms。
12、如上所述的制备方法，其中，所述激光打孔装置选自co2激光器。
13、如上所述的制备方法，其中，在进行所述激光打孔处理之前，还包括对所述基膜进行冷却处理，使所述基膜膜面的温度≤0℃；
14、和/或，在进行所述激光打孔处理之前，还包括对激光打孔装置所处的环境进行干燥处理，使所述环境的湿度降低至露点温度以下。
15、本专利技术第三方面提供一种电解质膜，包括如上所述的多孔膜和填充于多孔膜孔隙内的固态电解质。
16、本专利技术第四方面提供一种电池，包括如上所述的电解质膜。
17、本专利技术的实施，至少具有以下优势：
18、1)本专利技术提供的多孔膜，通过控制激光打孔过程中形成的凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占多孔膜的膜面面积的比值≤80％，能够使多孔膜的厚度无明显增加以及维持多孔膜表面较为均匀的内应力分布，使得多孔膜具有较高的机械强度，在应用于电池时使电池维持较高的质量能量密度，而控制上述比值不为0则有利于利用凸起部使多孔膜表面负载更多的固态电解质，进而发挥锂离子导通作用，降低电池阻抗，同时上述比值≤80％也可避免多孔膜表面的孔径过大，使多孔膜的孔曲折度相对较低而难以有效发挥隔离正负极的作用，避免电池短路现象的出现。
19、2)本专利技术提供的多孔膜的制备方法，通过控制激光打孔过程中膜面运行速度、脉冲输出能量、脉冲重复频率、脉冲宽度在特定范围内，能够对激光打孔过程中熔融聚合物的堆积情况进行合理控制，使打孔过程中形成的凸起部的在多孔膜膜面上的投影面积总和占多孔膜的膜面面积的比值≤80％且不为0，进而得到膜面较为平整，表面内应力分布较为均匀且能够负载一定量固态电解质的多孔膜。
20、3)本专利技术提供的电解质膜，包括上述多孔膜和填充于多孔膜孔隙内的固态电解质，多孔膜自身较高的膜面平整度和机械强度也能够使电解质膜在应用过程中具有更高的安全性能，还可避免电池厚度的增加，减少对电池能量密度的负面影响。此外，通过在多孔膜内填充固态电解质能够降低孔的直通性，减少电池短路的概率，且相比于传统的仅在基膜表面涂覆固态电解质层的隔膜，将固态电解质填充于多孔膜的孔隙中能够使直通孔的通道曲折度增加，进而具有更低的透气值和更好的离子传导特性，有利于锂离子的传输，能够提升电池的倍率性能、降低电池的阻抗以及短路率。
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1.一种多孔膜，通过激光打孔形成，其特征在于，所述多孔膜包括若干个直通孔以及分布于所述直通孔外周的凸起部，所述凸起部凸起于所述多孔膜的膜面；
2.根据权利要求1所述的多孔膜，其特征在于，所述凸起部在所述多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜的膜面面积的比值为18％～70％。
3.根据权利要求1或2所述的多孔膜，其特征在于，所述直通孔的形状为圆形，所述凸起部在所述多孔膜膜面上的投影形状为圆环，所述圆环的宽度占外圆半径的比值≤75％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多孔膜，其特征在于，所述凸起部的高度与所述多孔膜的厚度比值≤50％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的多孔膜，其特征在于，所述多孔膜的孔隙率≥12％，且所述凸起部在多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜膜面面积的比值≤70％。
6.一种权利要求1-5任一项所述的多孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述激光打孔装置选自CO2激光器。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于
9.一种电解质膜，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的多孔膜和填充于所述多孔膜孔隙内的固态电解质。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的电解质膜。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔膜，通过激光打孔形成，其特征在于，所述多孔膜包括若干个直通孔以及分布于所述直通孔外周的凸起部，所述凸起部凸起于所述多孔膜的膜面；
2.根据权利要求1所述的多孔膜，其特征在于，所述凸起部在所述多孔膜膜面上的投影面积总和占所述多孔膜的膜面面积的比值为18％～70％。
3.根据权利要求1或2所述的多孔膜，其特征在于，所述直通孔的形状为圆形，所述凸起部在所述多孔膜膜面上的投影形状为圆环，所述圆环的宽度占外圆半径的比值≤75％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多孔膜，其特征在于，所述凸起部的高度与所述多孔膜的厚度比值≤50％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的多孔膜，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭辰，林于琳，褚泽绵，聂明展，姚大华，谢炎坤，王艳杰，熊迪，吴仲马，
申请(专利权)人：深圳市星源材质科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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