【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别涉及隔膜、二次电池和装置。
技术介绍
1、目前，锂离子电池因具有比能量密度高、循环性能稳定好等特点，被广泛应用在电动车中。电动车的安全性能是消费者关注的重点，特别是各种电动车自燃或者因事故导致燃烧的报道，让消费者对电动车的安全还是心存顾虑。而电池的阻燃性能直接影响电动车的安全性能，因此，改善电池的阻燃性能，以提高电动汽车的安全性能，甚至达到永不起火的本征安全，是解决消费者对电动车安全焦虑的关键。
2、因此，目前的隔膜、二次电池和装置仍有待改进。
技术实现思路
1、专利技术人发现，锂离子电池在过充、高温、内短路(比如针刺)等异常状态下，正极材料高温下分解产生的活性氧和氧气与电解液和负极发生强烈的氧化还原反应，释放大量的热，引发电芯剧烈升温，并进一步引起电解液、隔膜等燃烧，导致电芯发生热失控，单体电芯热失控起火，容易造成热蔓延引发整个模组电芯起火，从而造成电动车爆炸、火灾等事故。为了解决上述问题，可以通过对电芯材料进行阻燃改性，从电芯内部材料进行热失控防御工作，例如增加正极材料、负极材料、电解液等材料的阻燃性能。然而，正极材料、负极材料、电解液的阻燃性能的增加，往往会伴随电芯的电化学性能的下降，例如，使用阻燃电解液虽然可以大幅度缩短火焰燃烧时间，但是阻燃电解液同样会大幅度增加电池内阻和降低电池循环性能。相比而言，通过对隔膜进行阻燃改性，进而提升二次电池的循环寿命和安全性能，更加便捷，高效及成本友好。因此，为了缓解或解决上述提及问题中至少一个，本申请提
2、本专利技术第一方面提供一种隔膜，该隔膜包括：基膜；阻燃层，所述阻燃层设置在所述基膜的表面上，所述阻燃层包括阻燃颗粒；其中，所述基膜的厚度与所述阻燃层的总厚度的比值为1～4；所述阻燃颗粒的d50与所述阻燃层的总厚度的比值为0.1～1。
3、在一些实施例中，所述基膜的厚度与所述阻燃层的总厚度的比值为2～3。
4、在一些实施例中，所述阻燃颗粒的d50与所述阻燃层的总厚度的比值为0.3～0.75。
5、在一些实施例中，所述阻燃颗粒包括溴系阻燃剂、溴系阻燃剂和含锑氧化物的组合物、磷系阻燃剂和无机阻燃剂中的至少一种；其中，所述溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、八溴醚和四溴双酚a中的至少一种；所述含锑氧化物包括三氧化二锑、五氧化二锑中的至少一种；所述磷系阻燃剂包括聚磷酸铵、磷-氮复合阻燃剂、磷-氮-硫复合阻燃剂、红磷中的至少一种；所述无机阻燃剂包括氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种。
6、在一些实施例中，所述阻燃颗粒包括所述溴系阻燃剂和所述三氧化二锑。
7、在一些实施例中，所述溴系阻燃剂与所述三氧化二锑的质量比为(2～4)：1。
8、在一些实施例中，基于所述阻燃层的总质量，所述阻燃颗粒的质量百分含量为90％～97％。
9、在一些实施例中，所述基膜的厚度为5μm～20μm。
10、在一些实施例中，所述阻燃层的总厚度为1μm～10μm。
11、在一些实施例中，所述阻燃颗粒的d50为0.5μm～10μm。
12、在一些实施例中，所述基膜的厚度为7μm～9μm。
13、在一些实施例中，所述阻燃层的总厚度为2μm～5μm。
14、在一些实施例中，所述阻燃颗粒的d50为0.5μm～3μm。
15、在一些实施例中，所述阻燃层还包括：第一粘结剂，所述第一粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚偏氟乙烯中的至少一种；
16、在一些实施例中，基于所述阻燃层的总质量，所述第一粘结剂的质量百分含量为2％～7％。
17、在一些实施例中，所述阻燃层还包括：助剂，所述助剂包括增稠剂、分散剂和润湿剂中的至少一种；其中，所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶和海藻酸钠中的至少一种；所述分散剂包括聚丙烯酸酯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、六偏磷酸钠、聚乙二醇、聚乙二醇醚和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述润湿剂包括硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、全氟烷基磺酸钠、氟碳类润湿剂、聚氧化乙烯醚、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。
18、在一些实施例中，基于所述阻燃层的总质量，所述增稠剂的质量百分含量为0.5％～1.5％，所述分散剂的质量百分含量为0.3％～1％，所述润湿剂的质量百分含量为0.06％～0.5％。
19、在一些实施例中，所述基膜的一侧表面上设置有所述阻燃层且相对的另一侧表面上设置有无机层，或所述基膜的相对两侧表面上均设置有所述阻燃层。
20、在一些实施例中，所述基膜的孔隙率为30％～70％。
21、在一些实施例中，所述基膜包括聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜、聚丙烯、聚酰亚胺、芳纶和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
22、在一些实施例中，所述无机层包括无机颗粒和第二粘结剂；所述无机颗粒包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的至少一种；所述第二粘结剂包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。
23、本专利技术第二方面提供一种二次电池，该二次电池包括正极极片、负极极片、电解液和上述的隔膜。
24、与传统方案相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、本专利技术经过大量的研究发现，通过控制隔膜中基膜的厚度与阻燃层的总厚度的比值、阻燃颗粒的d50与阻燃层的总厚度的比值，能够使得所形成的隔膜本体不燃，实现离火自熄的效果，浸泡电解液后，可以缩短燃烧时间，在电芯失控起火时，能够快速熄灭火焰，减少燃烧时间，改善电芯的阻燃性能，进而改善电池的阻燃性能。同时，上述基膜的厚度与阻燃层的总厚度的比值、阻燃颗粒的d50与阻燃层的总厚度的比值之间具有良好的协同效应，一方面，所形成的隔膜不仅具有优异的阻燃性能和透气值，并且，该隔膜对电解液的浸润性好，有利于提高电池的电化学性能；另一方面，上述协同效应提高了隔膜的热收缩性能，避免因隔膜热收缩性能差造成电芯内部短路所引起的电芯热失控，进一步提升安全性能。基于以上改善，本申请利用上述隔膜的二次电池具有以下优点的至少之一：优异的循环性能、循环寿命以及安全性能。
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1.一种隔膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度与所述阻燃层的总厚度的比值为2～3；和/或
3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃颗粒包括溴系阻燃剂、溴系阻燃剂和含锑氧化物的组合物、磷系阻燃剂和无机阻燃剂中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃颗粒包括所述溴系阻燃剂和所述三氧化二锑；
5.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度为5μm～20μm；可选地，所述基膜的厚度为7μm～9μm；和/或
6.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃层还包括：
7.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的一侧表面上设置有所述阻燃层且相对的另一侧表面上设置有无机层，或所述基膜的相对两侧表面上均设置有所述阻燃层。
8.根据权利要求7所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的孔隙率为30％～70％；和/或
9.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、电解液和如权利要求1～8任一项所
10.一种装置，其特征在于，所述装置包括权利要求9所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种隔膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度与所述阻燃层的总厚度的比值为2～3；和/或
3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃颗粒包括溴系阻燃剂、溴系阻燃剂和含锑氧化物的组合物、磷系阻燃剂和无机阻燃剂中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃颗粒包括所述溴系阻燃剂和所述三氧化二锑；
5.根据权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度为5μm～20μm；可选地，所述基膜的厚度为7μm～9μm；和/...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙彬，
申请(专利权)人：蔚来电池科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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