[发明专利]隔离膜和锂离子电池

说明书

本申请提供了隔离膜和锂离子电池，该隔离膜包括：多孔基材；以及多孔层，设置在所述多孔基材的至少一个表面上，所述多孔层包括无机颗粒和粘结剂，所述多孔层中铁的含量小于等于2100ppm。该隔离膜中的铁含量低，从而可避免隔离膜的多孔基材被铁颗粒刺破而发生短路，进而使得包括该隔离膜的锂离子电池自放电低，具有较好的安全性能和循环性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体的，涉及隔离膜和锂离子电池。

背景技术

随着电子设备以及电动汽车等产品的普及，锂离子电池除了需要具备较高的能量密度之外，还必须具有较高的安全可靠性。隔离膜作为锂离子电池的重要组成部分，对于锂离子电池的电化学性能和安全性能具有重要的影响。目前的隔离膜在一定程度上存在破裂、短路、甚至引起着火爆炸的安全问题。

因而，现有隔离膜的相关技术仍有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人的以下发现而完成的：

目前锂离子电池隔离膜的熔点较低，热稳定性差。为了提高隔离膜的热稳定性，研究人员提出在隔离膜的至少一个表面上，涂覆一层多孔层以提高隔离膜的热稳定性，虽然此种做法能够使得隔离膜的热稳定性有所提高，然而发明人经过实验后发现使用这种隔离膜制备的锂离子电池还是容易发生短路，严重时甚至会引起着火爆炸。针对上述问题，发明人进行了深入研究，在进行了大量积累和实验后惊喜地发现，正是由于在隔离膜的多孔层中的无机颗粒氧化铝的硬度高，在锂离子电池生产工艺中，涂布浆料中的氧化铝与生产设备(材质为铁)摩擦，产生铁颗粒，铁颗粒会混入到多孔层中，导致隔离膜的多孔层中铁颗粒的含量过高，由于铁颗粒的莫氏硬度较高(莫式硬度为4～8)，颗粒外形尖锐，因而当其含量超过一定量后必然会刺穿隔离膜而发生短路，严重时引起着火爆炸。

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种铁含量低、可避免多孔基材被铁颗粒刺破而发生短路、可使得锂离子电池自放电低、具有较好的安全性能、或者具有较好的循环性能的隔离膜。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种隔离膜。根据本申请的实施例，该隔离膜包括：多孔基材；以及多孔层，设置在所述多孔基材的至少一个表面上，所述多孔层中铁的含量小于等于2100ppm。发明人发现，该隔离膜中的铁含量低，从而可避免隔离膜的多孔基材被铁颗粒刺破而发生短路，进而使得包括该隔离膜的锂离子电池自放电低，具有较好的安全性能和循环性能。

根据本申请的实施例，所述多孔层中铁的含量小于等于1000ppm。

根据本申请的实施例，所述多孔层包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒的莫氏硬度为0.5以上8以下。

根据本申请的实施例，所述无机颗粒包括选自二氧化钛、二氧化硅、氧化镁、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁和硫酸钡中的一种或多种。

根据本申请的实施例，所述粘结剂包括选自聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、芳纶、聚乙烯呲咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯的共聚物、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯醚和丁苯橡胶中的一种或多种。

根据本申请的实施例，基于所述多孔层的总质量，所述无机颗粒的质量百分含量为40wt％～99.9wt％。

根据本申请的实施例，所述多孔层的厚度为0.1～12μm。

根据本申请的实施例，所述多孔基材包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和芳纶中的一种或多种。

根据本申请的实施例，所述多孔基材的厚度为1～30μm。