[实用新型]含石墨层的陶瓷复合隔膜及锂电池

说明书

本实用新型涉及一种含石墨层的陶瓷复合隔膜和锂电池。所述隔膜包括：基膜；在基膜两侧设置的第一和第二陶瓷层；和在所述第一和第二陶瓷层上设置的第一和第二石墨层。所述隔膜在组装成锂电池后，能够具有提高的热稳定性、润湿性、安全性以及优异的电池充放电循环性能。

技术领域

本实用新型涉及锂电池隔膜，具体涉及一种含石墨层的陶瓷复合隔膜和包含该陶瓷复合隔膜的锂电池。

背景技术

锂离子电池作为新型的高能化学电源，在高温或高效率充放电等条件下，电池体系的热效应会引起电池内部的热积累，极易引起锂电池的燃烧和爆炸。因此，锂电池的安全性问题是首要考虑的因素。同时，在新能源汽车领域，锂离子电池的需求逐年增加，大容量和高功率型电池需求迫在眉睫，开发安全性高、循环性能/导电性能好的锂离子电池非常紧迫。

实用新型内容

本申请的发明人对现有锂电池的结构和构件的优缺点进行了深入研究。目前大多数采用在基膜表面涂覆一层陶瓷来提高隔膜热稳定性，从而提高锂电池安全性。但这样制备的隔膜的热稳定性仍然有局限，在130℃以上高温下收缩仍旧较大，因而耐高温性能仍需进一步改善。另一方面，陶瓷对电池正负集流体的导电性没有贡献，且隔膜陶瓷层不利于锂电池大电流放电过程中锂离子脱嵌，电池内阻大且容易形成锂枝晶，降低锂电池循环寿命。此外，一般将石墨作为负极活性物质涂布于负极极片上，但这样制备的负极的硬度较大，存在不易卷绕成型，受外力撞击时易脱落等缺点。由此，需要进一步开发能够提高隔膜的热稳定性、润湿性和/或安全性的技术。

为了解决上述问题，本申请的发明人经过各种尝试，意外地发现，当在基膜表面涂布两层陶瓷层，并进一步增加石墨层后，所得到的隔膜在组装成电池后，能够具有提高的热稳定性、润湿性、安全性以及优异的电池充放电循环性能，由此完成了本实用新型。

本实用新型一方面涉及一种隔膜，其包括：

基膜；

在基膜两个表面上设置的第一和第二陶瓷层；和

在所述第一和第二陶瓷层的外表面上设置的第一和第二石墨层。

所述基膜可以为微孔膜、多孔膜或无纺布膜。所述微孔膜和多孔膜可以为聚烯烃膜。

所述基膜的孔径在0.01～0.1μm范围内，孔隙率为20％至80％。

所述基膜的厚度为30μm以下。

所述第一和第二陶瓷层的厚度可以各自独立地为0.5～10μm。

所述第一和第二石墨层的厚度可以各自独立地为0.1～50μm。

本实用新型再一方面涉及一种锂电池，其包括上述隔膜。

优选地，所述锂电池包括：设置有正极活性物质层的正极片、上述隔膜、设置有负极活性物质层的负极片和电解液。

优选地，所述正极片为铝箔，厚度8～15μm；所述负极片为铜箔，厚度5～20μm。

有益效果

本实用新型通过在基膜表面双面涂覆陶瓷层，进一步提高了隔膜的热稳定性、润湿性、安全性。此外，本实用新型通过在陶瓷层外表面涂覆石墨层，减小了隔膜陶瓷层与正负极材料的界面阻力，降低电池内阻，减少了锂离子在脱嵌过程中的损失量，提高了电池充放电循环性能。另外，由于石墨自身的导电特性，当电池受到外界冲击或发生短路时，隔膜上的石墨层会扩大电量承受范围，降低爆炸或起火风险，提高电池的安全性能。