[发明专利]隔离膜与包含其的电化学装置及电子装置

说明书

本申请涉及复合隔离膜及包括其的电化学装置与电子装置。本申请的一些实施例提供了一种复合隔离膜，其包括，第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。本申请的复合隔离膜通过所述阳离子交换层能够有效的捕获自正极极片溶出的过渡金属离子，进而降低过渡金属离子在负极极片上的沉积以及电化学装置的自放电率，使得电化学装置的电化学稳定性及循环性能得到一定提升，同时对所述电化学装置的安全性也有显著的改善。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及复合隔离膜及包括其的电化学装置及电子装置。

背景技术

随着消费电子类的产品如笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑、移动电源和无人机等的普及，人们对其中的电化学装置(例如，锂离子电池)的要求越来越严格。例如，人们不仅要求电池轻便，而且还要求电池拥有高容量和长的工作寿命。在众多的电池中，锂离子电池凭借其具有的能量密度高、安全性好、自放电低、无记忆效应、工作寿命长等突出优点已经在市场上占据主流地位。然而，由于对锂离子电池的高能量密度需求日益提升，使得正极活性物质的使用电压越来越高，导致正极活性物质的结构不稳定，从而在高电压下释放出更多的过渡金属离子，而该过渡金属离子会进一步在负极极片上形成锂枝晶，存在刺穿隔离膜的风险。

为了改善电化学装置内部的电化学稳定性及循环性能，采用复合隔离膜是其中一种可行的解决方案。因此，为了进一步提升电化学装置的安全性，有必要对复合隔离膜的结构及材料做进一步的改进及设计。

发明内容

本申请提供一种复合隔离膜以及包含其的电化学装置及电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种复合隔离膜，其包括：第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的第二多孔基材，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。

根据一些实施例，其进一步包括第一涂层，所述第一涂层包括无机颗粒和粘结剂。

根据一些实施例，其进一步包括第二涂层，所述第二涂层包括聚合物粘结剂。

根据一些实施例，所述聚合物粘结剂选自由偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物及其组合所组成的群组。

根据一些实施例，所述第一涂层设置于所述第一多孔基材和所述阳离子交换层之间。

根据一些实施例，所述第二涂层设置于所述第一涂层和所述阳离子交换层之间。

根据一些实施例，所述阳离子交换层设置于所述第一多孔基材和所述第一涂层之间。

根据一些实施例，所述第二涂层设置于所述第一涂层的表面。

根据一些实施例，所述第二多孔基材选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、乙烯-苯乙烯的共聚物、聚砜、聚醚醚酮、聚苯乙烯及其组合所组成的群组。

根据一些实施例，所述功能基团的嫁接浓度为约0.15mmol/g至约0.95mmol/g。

根据一些实施例，所述阳离子交换层的厚度为约0.5μm至约10μm。

根据本申请的第二方面，本申请提供了一种复合隔离膜，所述复合隔离膜包括：第一多孔基材以及阳离子交换层，其中所述阳离子交换层包括经功能基团嫁接的聚合物粘结剂，所述功能基团选自磺酸基碱金属基团、磷酸基碱金属基团及其组合所组成的群组。

根据一些实施例，其进一步包括第一涂层，所述第一涂层包括无机颗粒和粘结剂，所述第一涂层设置在所述第一多孔基材和所述阳离子交换层之间。