[发明专利]隔离膜及二次电池

说明书

本发明提供一种隔离膜及二次电池。所述隔离膜包括多孔聚合物基材以及涂层。所述涂层包括陶瓷颗粒以及粘结剂。所述陶瓷颗粒包括勃姆石。所述粘结剂包括具有反应性的异氰酸酯功能基团的化合物。本发明的隔离膜具有优异的耐热性，能够改善二次电池的动力学性能，同时提高二次电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种隔离膜及二次电池。

背景技术

随着消费类电子产品以及电动汽车等的普及，对这些产品使用的二次电池的性能要求也越来越高，例如要求二次电池既要具备较高的体积或重量能量密度，又要保持较好循环性能和高倍率充放电性能，同时对二次电池的安全性能也提出了更为严格的要求。

为满足二次电池的能量密度的提升，隔离膜基材的厚度以及隔离膜涂层的厚度在不断的减薄，隔离膜的耐热性受到较大的挑战，增加了二次电池的安全隐患。例如在对二次电池进行高温条件下滥用测试时，隔离膜的大幅收缩会导致正负极短路，进而产生较多的热量，最终导致二次电池出现起火爆炸等安全事故。

在实际使用中，为增加隔离膜的耐热性，通常采用在基材上涂布较厚或更致密的陶瓷涂层以及添加较多量粘结力较好的粘结剂。但较厚的陶瓷涂层不利于二次电池能量密度的提升。采用更致密的陶瓷涂层会导致隔离膜的孔隙率的大幅降低。而添加较多量粘结剂有在陶瓷涂层以及隔离膜基材上造成堵孔的风险，导致离子在隔离膜的传输时的阻抗较大幅度的增加，不利于二次电池循环性能以及倍率性能的进一步提升。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种隔离膜及二次电池，所述隔离膜具有优异的耐热性，能够改善二次电池的动力学性能，同时提高二次电池的安全性能。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种隔离膜，其包括多孔聚合物基材以及涂层。所述涂层包括陶瓷颗粒以及粘结剂。所述陶瓷颗粒包括勃姆石。所述粘结剂包括具有反应性的异氰酸酯功能基团的化合物。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种二次电池，其包括根据本发明一方面所述的隔离膜。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的隔离膜具有优异的耐热性能，将其应用到二次电池中后，能够有效改善二次电池的动力学性能，并提高二次电池的安全性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的隔离膜及二次电池。

首先说明根据本发明第一方面的隔离膜。

根据本发明第一方面的隔离膜包括：多孔聚合物基材以及涂层。所述涂层包括陶瓷颗粒以及粘结剂。所述陶瓷颗粒包括勃姆石。所述粘结剂包括具有反应性的异氰酸酯功能基团的化合物。

在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，目前现有的粘结剂主要与陶瓷颗粒发生物理相互作用，如范德华力或氢键作用，因此粘结剂与陶瓷颗粒之间的粘结力和粘结强度有限。由于勃姆石表面富含羟基，而反应性的异氰酸酯功能基团具有较高的反应活性，易与勃姆石表面的羟基反应生成氨基甲酸酯键，因此粘结剂与陶瓷颗粒之间的粘结力和粘结强度更强，使得隔离膜的耐热性更好，性质更稳定。

此外，反应性的异氰酸酯功能基团除与勃姆石表面的羟基发生反应以外，还可以与勃姆石表面微量的水分子反应，不仅使得粘结剂与陶瓷颗粒之间的粘结力和粘结强度增加，而且在反应过程中生成气体二氧化碳，进而生成多孔性异氰酸酯聚合物使得涂层内部产生更多的孔隙，提供了更多的锂离子移动通道，有利于提升二次电池的倍率性能。

在根据本发明第一方面所述的隔离膜中，具有反应性的异氰酸酯功能基团的化合物含有活性的-NCO或所述具有反应性的异氰酸酯功能基团的化合物解封后产生活性的-NCO。这里，“活性的-NCO”是指可与勃姆石表面的羟基或水分子等发生反应的-NCO。