【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料领域，涉及一种复合隔膜、其制备方法、含有其的电池与制造方法。
技术介绍
1、锂离子电池技术的飞速发展和广泛应用，使其成为了现代生活中不可或缺的一部分。从电动汽车到大型储能电站，再到3c电子产品，锂电池凭借其卓越的性能，在多个领域中占据了重要的地位。然而，随着电芯不断地朝向更大容量和更高倍率的方向发展，对电池热失控、燃烧及爆炸等问题的担心与关注也日益增加，这无疑对电池的安全性提出了愈发严格的要求。
2、隔膜作为锂离子电池内部的关键组件，扮演着至关重要的角色。它不仅需要在常温下有效隔离正负极以防止短路，更需在高温环境下保持稳定，避免因温度升高而引发的热失控现象。因此，开发具备高安全性特性的隔膜成为了提升锂离子电池整体性能及安全性的重要研究方向。
3、为了实现上述目标，研究人员提出了在隔膜上涂覆耐热材料，如芳纶、聚酰亚胺等，以形成耐热涂层来进行优化和改善的方案。这些耐热材料一般通过使用有机溶剂溶解得到的油性浆料来形成，而为了保证耐热层的粘结性以及电芯的硬度，还需要进一步使用含有胶材料的水性浆料进行涂布。这种油性涂层和水性涂层分别制备的方式，往往涉及多次隔膜的收卷放卷，工艺繁琐且不利于加工成本的控制。
4、为此，cn106058126a公开了一种功能性涂层隔膜及含有该隔膜的电池，该涂层隔膜：由聚烯烃基材和涂布于所述聚烯烃基材表面的涂层组成；所述涂层的制备浆料中包括水性聚偏氟乙烯、无机纳米陶瓷颗粒和羟甲基纤维素胶液。该现有技术，采用水性聚偏氟乙烯粘结剂结合具有高耐热性的无机纳米陶瓷
5、针对这种情况，另一种解决方案是在正极表面直接涂覆一层耐热陶瓷材料，例如cn112397716a公开了一种油性陶瓷浆料、其制备方法、采用该浆料涂覆的正极片及锂离子电池，该现有技术通过将第一粘结剂、第二粘结剂、陶瓷粉料和有机溶剂的配合使用，解决了水性陶瓷涂层溶胀大，易脱落；油性陶瓷涂层易分相、易脱落、偏硬等问题。通过采用该专利技术的油性陶瓷浆料制备边缘涂覆的正极片，可以解决正负极短路的问题。然而，直接在正极极片上涂覆形成陶瓷层，虽然可以在隔膜发生收缩和破裂的情况下继续发挥隔离作用，但是，这种方法存在严重牺牲电池的能量密度并提升制造成本的弊端。
6、鉴于以上，现有的改进措施并不能完全消除所有潜在的安全隐患。因此，对于高安全性的隔膜的研究和开发仍需持续深入进行，以确保锂离子电池安全防护性能得以进一步保障的同时，平衡能量密度等电池性能以及成本效益之间的关系，为市场提供更加完善的产品选择。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种复合隔膜、其制备方法、含有其的电池与制造方法，所述复合隔膜包括基膜，以及在所述基膜的一侧表面上设置的油性涂层；油性涂层包括多孔无机填料、聚合物材料以及粘接材料；油性涂层与所述基膜之间的剥离强度f1与多孔无机填料的孔径l满足关系170×10-9n≤l×f1≤230×10-9n。通过f1与l的关联，使得该油性涂层可以获得粘结力强但与基膜剥离强度低的特殊效果，进而使所述油性涂层在电池的组装制造过程中，通过热压工序可充分转移到正极极片的表面，相当于在正极极片的表面转移上了一层高耐热膜，使其在不影响正极极片的电化学性能的情况下，在高温下起到隔绝正负极作用。
2、为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、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，还包括在所述基膜的一侧表面上设置的油性涂层；所述油性涂层包括多孔无机填料、聚合物材料以及粘接材料；所述多孔无机填料的孔径(直径)记为l，所述油性涂层与所述基膜之间的剥离强度记为f1，则170×10-9n≤l×f1≤230×10-9n。
4、本专利技术所述油性涂层中包括多孔无机填料，多孔是指无机填料表面和内部存在孔隙结构，多孔的无机填料结构减小了油性涂层与基膜之间的接触面积，从而减小了油性涂层与基膜的剥离强度，因此，在采用本专利技术所述复合隔膜制备电池时，比如在制备方壳电池的热压工序下可以使油性涂层从基膜转移至正极极片的表面，相当于在正极极片的表面设置了一层高耐热膜，保留了该工作方式的特点，避免了在高温等极端工况下，因基膜的变化而导致整体隔膜的收缩和破裂问题而引起的隔离失效，进一步有效地避免了热失控、燃烧及爆炸问题的发生，大幅提高电池的安全性。
5、需要说明的是，在所述油性涂层中，多孔无机填料的孔径尺寸越大，多孔无机填料与基膜的接触面积越小，剥离强度(附着力)越小。因此，当l×f1≤170×10-9n导致孔径尺寸过小时，无机填料和聚合物材料两相成为均匀混合相的效果变差；而当l×f1≥230×10-9n导致孔径尺寸太大时，无机填料在油性浆料中易上浮，油性涂层的耐热效果和涂层转移效果会变差。还需要说明的是，多孔无机填料中孔径l的单位为nm，而剥离强度f1的单位为n/m，在进行l×f1需要进行单位换算，以使l×f1的计算结果的单位为n。
6、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
7、作为本专利技术优选的技术方案，所述油性涂层与所述基膜的剥离强度f1为3n/m～10n/m。
8、优选地，所述多孔无机填料的孔径l为20nm～55nm。
9、优选地，所述多孔无机填料的粒径为100nm～600nm。
10、优选地，所述多孔无机填料包括多孔氧化铝、多孔勃姆石、多孔硫酸钡、多孔硫酸铝、多孔二氧化钛、多孔氮化铝、多孔氮化镁、多孔氢氧化镁、多孔二硫化钼或多孔钛酸钡中的至少一种。
11、优选地，所述多孔无机填料的形貌包括颗粒状、片状或棒状中的至少一种。
12、作为本专利技术优选的技术方案，所述聚合物材料包括间位芳纶、对位芳纶、聚酰胺或聚酰亚胺中的至少一种。
13、作为本专利技术优选的技术方案，所述粘接材料包括聚丙烯腈和聚偏氟乙烯。
14、优选地，所述粘接材料接枝有含氧基团。
15、优选地，所述粘接材料包括经十二烷基硫酸钠改性的聚丙烯腈和聚偏氟乙烯。
16、需要说明的是，所述经十二烷基硫酸钠改性的聚丙烯腈和聚偏氟乙烯是指聚丙烯腈和聚偏氟乙烯的混合物均经过十二烷基硫酸钠改性，而都接枝有含氧基团。具体的改性过程包括：配制质量浓度为3±0.2％的十二烷基硫酸钠的叔丁醇溶液，再将聚丙烯腈和聚偏氟乙烯在上述溶液中进行室温下搅拌0.2～0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合隔膜，其特征在于，包括基膜，还包括在所述基膜的一侧表面上设置的油性涂层；所述油性涂层包括多孔无机填料、聚合物材料以及粘接材料；所述多孔无机填料的孔径记为L，所述油性涂层与所述基膜之间的剥离强度记为F1，则170×10-9N≤L×F1≤230×10-9N。
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述油性涂层与所述基膜的剥离强度F1为3N/m～10N/m；
3.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，按质量份计，所述油性涂层包括20份～25份的所述多孔无机填料，80份～100份的聚合物材料以及50份～100份的粘接材料；
4.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜还包括，在所述基膜远离所述油性涂层的另一侧表面上设置的水性涂层；
5.一种权利要求1-4任一项所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述油性涂层浆料包括有机溶剂，所述有机溶剂包括N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基
7.根据权利要求5或6所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：配制水性涂层浆料，并且在形成所述油性涂层后，不进行收卷，直接在所述基膜远离所述油性涂层的另一侧表面进行水性涂布，形成水性涂层，得到所述复合隔膜；
8.一种电池的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
9.根据权利要求8所述的电池的制造方法，其特征在于，所述组装成型的工艺包括叠片工艺或卷绕工艺；
10.一种电池，其特征在于，所述电池根据权利要求8或9所述的制造方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种复合隔膜，其特征在于，包括基膜，还包括在所述基膜的一侧表面上设置的油性涂层；所述油性涂层包括多孔无机填料、聚合物材料以及粘接材料；所述多孔无机填料的孔径记为l，所述油性涂层与所述基膜之间的剥离强度记为f1，则170×10-9n≤l×f1≤230×10-9n。
2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述油性涂层与所述基膜的剥离强度f1为3n/m～10n/m；
3.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，按质量份计，所述油性涂层包括20份～25份的所述多孔无机填料，80份～100份的聚合物材料以及50份～100份的粘接材料；
4.根据权利要求1或2所述的复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜还包括，在所述基膜远离所述油性涂层的另一侧表面上设置的水性涂层；
5.一种权利要求1-4任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓凌寒，罗庠卫，杨盈利，罗显林，陈辉，盛杰，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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