[发明专利]一种锂离子电池用聚合物涂层隔膜

说明书

本发明提供了一种锂离子电池用聚合物涂层隔膜，所述隔膜包括基膜以及基膜上分布的聚合物，所述聚合物分布方式包括：间隔分布的凸点，以及零星分布的小点。本发明的锂离子电池用聚合物涂层隔膜由于凸点大小在几十微米上下，与正负极的颗粒度大小接近，这样加工成的锂离子电池基本不会发生析锂现象；而且凸点周围采用分散性的小颗粒小点分布，热压后易吸收电解液，起到一定的溶胀作用，这样游离态的电解液较少，安全性能较好。

技术领域

本发明涉及化学电池领域，特别是涉及到锂离子电池中使用的涂层隔膜领域。

背景技术

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，多采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

工业上对于锂离子电池隔膜的要求包括：(1)具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；(2)有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；(3)由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物，隔膜必须耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性；(4)对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；(5)具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；(6)空间稳定性和平整性好；(7)热稳定性和自动关断保护性能好。动力电池对隔膜的要求更高，通常采用复合膜，要求隔膜受热收缩要小，否则会引起短路，进而引发电池热失控。

随着锂离子电池行业的迅速发展，对锂离子电池的硬度要求日渐升高，此时聚合物涂覆隔膜逐渐被认可。聚合物涂覆隔膜以聚烯烃类隔膜为基材，在表面涂覆一层有机聚合物材料，通过特殊工艺处理，和基材粘结在一起，由于其有机聚合物材料本身的特性，使得其涂覆隔膜在高温高压下能与电池极片粘结在一起，从而提升电池的硬度，达到保护电芯的作用。

现在使用的多数聚合物涂层隔膜分两种，一种是涂层均匀分布的涂层膜，另一种是大点分布的涂层膜；前者随着涂层厚度的增加导致透气膜的透气值翻倍的增加，电阻增加较大，极片热压后的粘性性能较差；后者是大点(直径约在150微米以上)分布的涂层膜，组装后的电池硬度较弱，且在较大点处，易发生析锂现象。

为克服上述缺陷，本发明提供一种锂离子电池用聚合物涂层隔膜。

发明内容

为克服现有技术中的锂离子电池用聚合物隔膜中，涂层均匀分布的涂层膜会随着涂层厚度的增加导致电阻增加较大，极片热压后的粘性性能较差；而大点分布的涂层膜组装后的电池硬度较弱，且在较大点处，会发生析锂现象的技术问题，本发明的目的在于提出一种包括凸点分布，以及凸点周围呈零星小点分布的锂离子电池用聚合物隔膜。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种锂离子电池用聚合物涂层隔膜，所述隔膜包括基膜以及基膜上分布的聚合物，所述聚合物分布方式包括：间隔分布的凸点，以及零星分布的小点。

所述小点分布在间隔分布的凸点周围，与凸点组成规则或不规则的图案。