[发明专利]一种隔膜结构

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜结构，包括隔膜基材以及涂覆于隔膜基材的至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括由无机粒子形成的第一涂层以及由包覆有聚合物的无机粒子形成的第二涂层，所述第一涂层涂覆于所述隔膜基材的边缘区域，所述第二涂层完全地或间隔地涂覆于所述隔膜基材的中间区域。相比于现有技术，本发明的隔膜在功能涂层不超出限定范围的情况下，既有效地减低电池发生内短路的几率，又在电池充放电过程中给负极的膨胀提供充足的空间，避免电池扭曲变形的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种隔膜结构。

背景技术

锂离子电池由于具有较高的质量能量密度和体积能量密度、较高的工作电压、较宽的使用温度、使用寿命长、对环境友好等等，被广泛的应用到移动电话、笔记本电脑以及各种电动汽车，甚至航空航天、风能太阳能储能设备上。

在聚合物锂离子电池取得广泛应用的同时，也存在一定的安全隐患。到目前为止，已有多起手机和笔记本电池爆炸等事故见诸报端，这让人们对锂离子电池的安全性能产生了质疑。而锂离子电池隔膜是保证电池的安全性能的重要部分，特别在一些特殊条件下，如高温烘烤、针刺、过充或异物挤压等容易对隔膜造成一定的损伤。隔膜一旦收缩、熔化、氧化、刺破就会引起电池的内部短路，导致电池出现发热、冒烟、甚至爆炸起火等安全事故。

另外，随着人们对电芯能量密度的要求越来越高，很多电池制造商逐渐采用具有高膨胀率的负极材料，并提升卷绕工序能力，这就导致电池的变形问题变得尤其严重，同时也会对电池的安全性和可靠性造成非常严重的影响。为了解决这个问题，行业内在隔离膜的表面涂覆粘结聚合物的涂层或无机粒子与粘结聚合物的混合涂层。如SDI专利CN1302575C，ATL专利CN102569701A，CN102610773A，CN103441230A和LG的专利CN101326658A。该粘结聚合物能够在电解液里溶胀，在一定的温度，压力和时间内与正负极片粘结在一起，正负极片与隔离膜粘附为一个整体后可以抑制负极的膨胀，阻止电池的变形。但是粘结聚合物溶胀后在一定的温度和压力下会平面铺展开，对于卷绕型电池，粘结聚合物涂层会向两端聚集向外挤压最后导致宽度方向会变大，超过限定宽度。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔膜结构，在功能涂层不超出限定范围的情况下，既有效地减低电池发生内短路的几率，又在电池充放电过程中给负极的膨胀提供充足的空间，避免电池扭曲变形的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种隔膜结构，包括隔膜基材以及涂覆于隔膜基材的至少一表面上的功能涂层，所述功能涂层包括由无机粒子形成的第一涂层以及由包覆有聚合物的无机粒子形成的第二涂层，所述第一涂层涂覆于所述隔膜基材的边缘区域，所述第二涂层完全地或间隔地涂覆于所述隔膜基材的中间区域。

需要说明的是，当功能涂层涂覆于隔膜基材的一面时，位于隔膜基材边缘区域(基材首端和末端)的第一涂层分别对应于正极片或负极片首端和末端的未涂覆活性物质区域，位于隔膜基材边缘区域(基材两侧)的第一涂层宽度方向大于正负极片边缘2～5mm.第二涂层对应于正极片或负极片涂覆有活性物质的区域。当功能涂层涂覆于隔膜基材的两面时，其中一面上位于隔膜基材边缘区域(基材首端和末端)的第一涂层分别对应于正极片首端和末端的未涂覆活性物质区域，位于隔膜基材边缘区域(基材两侧)的第一涂层宽度方向大于正极片边缘2～5mm，第二涂层对应于正极片涂覆有活性物质的区域；而另一面上位于隔膜基材边缘区域(基材首端和末端)的第一涂层分别对应于负极片首端和末端的未涂覆活性物质区域，位于隔膜基材边缘区域(基材两侧)的第一涂层宽度方向大于负极片边缘2～5mm，第二涂层对应于负极片涂覆有活性物质的区域。