[发明专利]一种电池隔膜及其制备方法和一种锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电池隔膜及其制备方法以及采用该电池隔膜的锂离子电池，该电池隔膜含有聚烯烃多孔膜层、非导电聚合物纤维无纺布层、第一无机物层、以及第二无机物层；聚烯烃多孔膜层与非导电聚合物纤维无纺布层通过第二无机物层相接；第一无机物层包括第二部分以及可选的第一部分，第一部分位于所述非导电聚合物纤维无纺布层的表面，第二部分位于所述非导电聚合物纤维无纺布层的至少部分孔隙中。根据本发明的电池隔膜具有较高的透气性能和强度，特别是在高温下仍能保持其形状并具有较高的强度，从而能明显改善锂离子电池的高温安全性能以及高低温储存性能。

技术领域

本发明涉及一种电池隔膜及其制备方法，本发明还涉及采用该电池隔膜的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池主要由正/负极材料、电解质、隔膜及电池外壳包装材料组成。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，用于分隔正极和负极，防止电池内部短路；隔膜允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的倍率性能、循环性能以及安全性能(耐高温性能)等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

由于具有原料价格低廉、制备工艺简单、机械强度高、电化学稳定性强等特点，机械拉伸法制备的聚烯烃膜，例如聚乙烯、聚丙烯微孔膜是目前主要商用的锂离子电池隔膜。

但是，上述聚烯烃膜的破膜温度较低，例如聚乙烯膜约为140℃，聚丙烯膜约为160℃。在电池使用不当时，极易造成隔膜收缩(其中，普通聚乙烯膜在180-200℃下的收缩率达到80％以上)，甚至熔化，导致电池短路而引起严重安全事故。

针对聚烯烃膜的上述缺点，研究人员开发了有机-无机复合隔膜，在聚烯烃隔膜的表面形成无机陶瓷层，该复合隔膜可以提高电池在常温下的安全性能，但是仍然难以改善电池的高温安全性能，因为在该有机-无机复合隔膜中，无机陶瓷层附着在聚烯烃多孔膜表面，无机陶瓷层本身的强度低，在高温下聚烯烃多孔膜发生收缩、甚至熔化，无法保持其原有形状和强度，无机陶瓷层的强度也随之显著下降，甚至发生破碎，导致电池安全性能显著下降，甚至发生严重安全事故。

此外，研究人员采用非导电聚合物(例如对苯二甲酸乙二醇酯)无纺布作为基膜，涂布陶瓷浆料制备隔膜，但是，采用该隔膜的锂离子电池在储存过程、特别是高温储存过程中，蓄电能力弱且使用寿命较短，其原因可能在于该电池隔膜中，作为基膜的无纺布的孔隙大且多，导致该电池隔膜的强度极低，在储存过程、特别是高温储存过程中，极易发生自放电，不仅导致电池的蓄电能力变弱，而且明显缩短电池的使用寿命。

综上所述，随着锂离子电池应用领域的拓宽，亟需开发性能更为优异的隔膜，以提高电池安全性能并改善电池的其它使用性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有以聚烯烃作为基膜的有机-无机隔膜在高温下易收缩甚至熔化，导致电池安全性差，以非导电聚合物无纺布作为基膜的有机-无机隔膜强度低，导致电池低温和高温储存性能差的问题，提供一种电池隔膜，该电池隔膜具有较高的强度，特别是在高温下仍能保持其形状并具有较高的强度，从而能改善电池的高温安全性和储存性能。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种电池隔膜，该电池隔膜含有聚烯烃多孔膜层、非导电聚合物纤维无纺布层、第一无机物层、以及第二无机物层；

所述聚烯烃多孔膜层与所述非导电聚合物纤维无纺布层通过所述第二无机物层相接；

所述第一无机物层包括第二部分以及可选的第一部分，所述第一部分位于所述非导电聚合物纤维无纺布层的表面，所述第二部分位于所述非导电聚合物纤维无纺布层的至少部分孔隙中。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种电池隔膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

S11、在聚烯烃多孔膜的至少一个表面涂布含有粘结剂的第一浆液，形成粘结剂浆液层；