[发明专利]一种隔膜结构、使用该隔膜结构的锂电芯以及锂电池

说明书

本发明公开了一种隔膜结构、使用该隔膜结构的锂电芯以及锂电池。该隔膜结构至少包括层叠设置的一具有耐热性的耐热性隔膜以及一具有孔闭合功能的孔闭合隔膜。在电池发生过热情况下，具有低孔闭合温度特点的孔闭合隔膜发生孔闭合作用，抑制和缓解热量的积累。同时具有高耐热性的耐热性隔膜能保持隔膜结构整体的稳定性，防止在过热下因隔膜结构发生热收缩而导致正负极直接接触而引起的短路现象的发生，从而提高了电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种隔膜结构、使用该隔膜结构的锂电芯以及锂电池。

背景技术

由于锂离子电池具有能量密度高、电压高、循环寿命长、大倍率放电、自放电低、环保等优势，在3C领域、电动汽车和储能领域均获得了广泛的应用。锂离子电池技术获得不断的进展，其中在高能量密度方向是锂离子电池的主要发展方向。在动力电池中，从最初的磷酸铁锂电池，逐渐过渡到更高能量密度的低镍NCM111三元锂离子电池，再往更高镍含量的三元锂离子电池发展，如NCM523、NCM622甚至NCM811。

然而，能量密度越高的锂离子电池，其安全性能越差。在锂离子电池的能量密度不断升高的同时，人们对安全性能也提出了更高的要求。提高高能量密度锂离子电池的安全性能，是推进高能量密度锂离子电池应用的关键因素之一。

锂离子电池安全性的提升方法通常有材料掺杂改性、材料包覆改性、混合安全性高的正极材料、极片表面涂层包覆、引入阻燃电解液添加剂、采用陶瓷隔膜、包装外壳防爆设计等。钴酸锂和三元材料混合一定比例的锰酸锂会提高电池的安全性能，但对循环性能和高温性能有一定的影响。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的锂电池安全性较低的缺陷，提供一种隔膜结构、使用该隔膜结构的锂电芯以及锂电池，以提高锂电池的安全性能。

本发明采用的技术方案是，提出一种隔膜结构，用于隔离锂电池的正极与负极，所述隔膜结构至少包括层叠设置的一具有耐热性的耐热性隔膜以及一具有孔闭合功能的孔闭合隔膜。

优选的，所述隔膜结构仅包括层叠设置的一具有耐热性的耐热性隔膜以及一具有孔闭合功能的孔闭合隔膜。

优选的，所述耐热性隔膜的耐热温度大于300℃。

优选的，所述耐热性隔膜为陶瓷隔膜、或涂聚偏氟乙烯隔膜、或聚酰亚胺隔膜、或无纺布隔膜、或无机有机混合隔膜中的一种。

优选的，所述耐热性隔膜设置有多层，所述耐热性隔膜为陶瓷隔膜、或涂聚偏氟乙烯隔膜、或聚酰亚胺隔膜、或无纺布隔膜、或无机有机混合隔膜中的一种或多种。

优选的，所述孔闭合隔膜的孔闭合温度范围在100-130℃。

优选的，所述孔闭合隔膜为聚乙烯隔膜、或聚偏氟乙烯隔与聚乙烯隔膜混合的隔膜中的一种。

优选的，所述孔闭合隔膜设置有多层，所述孔闭合隔膜为聚乙烯隔膜、或聚偏氟乙烯隔与聚乙烯隔膜混合的隔膜中的一种或多种。

优选的，所述耐热性隔膜的厚度为10-30微米。

优选的，所述孔闭合隔膜的厚度为5-10微米。

优选的，所述耐热性隔膜与所述孔闭合隔膜之间相互结合在一起。

优选的，所述耐热性隔膜与所述孔闭合隔膜之间通过热压结合或通过涂覆结合胶进行结合。

优选的，所述隔膜结构还包括至少一层高强度隔膜和/或一层保液隔膜。

本发明同时还提供一种锂电芯，包括正极、负极以及隔膜结构，所述隔膜结构为上述任一所述的隔膜结构。

优选的，所述具有孔闭合作用的孔闭合隔膜面向负极，所述耐热性隔膜面向正极。