[发明专利]一种隔离膜及其制备的储能装置

说明书

本发明公开了一种隔离膜及其制备的储能装置。所述隔离膜包括多孔基膜层和功能层，所述功能层含有耐高温功能材料和粘结剂；所述粘结剂为含有锂离子的聚合物。

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学储能装置隔离膜。

背景技术

电化学储能装置往往即要求具有较高的安全性，又要求有良好的动力学性能，这就对其关键部件之一的隔离膜的阻隔性和通透性同时提出了较高的要求。例如，目前市场上，很多技术人员通过增加电池隔离膜的厚度或减少隔离膜的孔隙率等方式来改善电池隔离膜的安全性能和绝缘效果，但同时技术人员发现电池隔离膜的通透性能下降，这不仅影响了电池隔离膜的蓄液量，而且增加了电池隔离膜的内阻，从而最终影响电池的动力学性能。还有一部分技术人员，为了将隔离膜更好地使用在快充电池上，通过减少电池隔离膜的厚度或增加其孔隙率来提高其通透性，虽然内阻在一定程度上降低了，但在电池内部极容易发生内短路甚至热失控，最终导致电池燃烧或爆炸的安全事故。

近年来，为了解决这一问题，市场上推出一种多层涂覆电池隔离膜，在较薄的多孔隔离膜上涂覆耐高温陶瓷涂层，其中基膜层的设计用于保持电池隔离膜的骨架及良好的通透性，陶瓷涂覆层的设计可以提高电池隔离膜的耐高温性、蓄液性，以提高其使用在电池中的安全性。然而，陶瓷涂层的增加还是无法解决电池隔离膜的内阻大的问题，甚至由于涂层中的关键成分高分子胶黏剂的引入，使得隔离膜以及电池的整体内阻进一步增加，这一问题同样会造成电池的充放电效率低，动力学性能差，甚至导致电池过热的安全隐患。

因此，本领域需要提供一种既能提高阻隔性，又能促进离子导通的电池隔离膜。

发明内容

本发明旨在提供一种既能提高阻隔性，又能促进离子导通的电池隔离膜。

在本发明的第一方面，提供了一种电化学储能装置隔离膜，所述隔离膜包括多孔基膜层和功能层，所述功能层含有耐高温功能材料和粘结剂；所述粘结剂为含有锂离子的聚合物；所述含有锂离子的聚合物为含有锂离子的丙烯酸树脂。

在另一优选例中，所述含有锂离子的聚合物选自下述的一种或两种以上：聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠锂、聚甲基丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸甲酯锂、聚丙烯腈锂、聚丙烯酰胺锂；优选自聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠锂、或聚甲基丙烯酸锂。

在另一优选例中，所述耐高温功能材料选自下述的一种或两种以上：氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化铈、碳酸钙、氧化钙、氧化锌、氧化镁、钛酸铈、钛酸钙、钛酸钡、磷酸锂、磷酸钛锂、磷酸钛铝锂、氮化锂、钛酸镧锂；优选自氧化铝或氧化硅。

在另一优选例中，所述功能层还含有添加剂；所述添加剂选自下述的一种或两种以上：羧甲基纤维素钠、葡萄糖、淀粉、纤维素；更优选羧甲基纤维素钠。

在另一优选例中，以所述功能层的总重量计，其中含有所述耐高温功能材料90-98wt％，含有所述粘结剂2-8wt％，其余为添加剂。

在另一优选例中，所述多孔基膜层为多孔基膜或至少一面经过涂覆的多孔基膜；所述多孔基膜为层多层或单层；所述多孔基膜层的厚度为3-50μm；更优选为10-15μm。

在另一优选例中，所述功能层位于多孔基膜层的一侧或两侧；所述功能层的厚度为1-5μm；更优选为1.5-3μm。

在本发明的第二方面，提供了一种电化学储能装置，所述电化学储能装置包括正极、负极、电解液和位于正极和负极之间的如上所述的本发明提供的隔离膜。

据此，本发明提供了一种既能提高阻隔性，又能促进离子导通的电池隔离膜。

具体实施方式

如本发明所用，“电化学储能装置”包括锂二次电池、锂离子二次电池、超级电容器、燃料电池、太阳能电池等；所述锂离子二次电池包括聚合物锂离子二次电池。