[发明专利]一种电池隔膜及其制备方法、动力电池及其制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池隔膜，用于隔离第一极片和第二极片，该隔膜包括隔膜基体和设置于所述隔膜基体至少一面的多个凸起，多个所述凸起呈阵列排布，且其整体阵列的方向与所述隔膜基体的长度方向之间形成角度α，所述α＝arcsin[h/(n×l)]。与现有技术相比，本发明通过将凸起阵列的方向进行特殊角度的倾斜，使凸起在由第一极片、第二极片和隔膜构成的电芯的厚度方向上可以形成错位设置，从而避免了在该方向上出现凸点重叠的问题，达到了分散电芯内部应力的目的，显著地提高了电池的循环寿命和安全性能。此外，本发明还公开了该电池隔膜的制备方法，以及动力电池和该动力电池的制备方法。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池隔膜及其制备方法、动力电池及其制造方法。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小等优点而被广泛应用于各行业，其中，电动摩托车、电动汽车等使用的锂离子电池为动力电池。

在锂离子动力电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，用于分隔电池的正负极，防止正负极短接，同时，还允许电解质中的离子在正负极之间自由通过。因此，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环寿命以及安全性能。

目前，市面上的电池内隔膜产品，通常采用点状的涂层隔膜，其中，点状涂覆的具备粘接性、可压缩性的涂层对锂离子电池阴第一极片间界面的一致性以及电解液浸润性等均有改善，但是，现时的点状涂层隔膜通常采用连续规律的排布方式，如图1～2中所示，在锂离子电池多层阳极片1’、阴极片2’和隔膜3’重叠的情况下，不同涂层之间的点状凸起0’重叠在同一个直线上，因而会导致电池内部局部区域的应力集中，进而使得电池在循环充放电过程中容易产生变形的现象，影响着电池的循环寿命，严重时还可能引起局部严重析锂，引发安全事故的发生。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供的一种电池隔膜，通过该电池隔膜能有效地解决电芯的内部应力集中的问题，提高电池的循环寿命和安全性能。

为实现上述目的，本发明目的之一采用如下技术方案：

一种电池隔膜，用于隔离第一极片和第二极片，该隔膜包括隔膜基体和设置于所述隔膜基体至少一面的多个凸起，多个所述凸起呈阵列排布，且其整体阵列的方向与所述隔膜基体的长度方向之间形成角度α，所述α＝arcsin[h/(n×l)]，其中，h为与所述凸起相邻的所述第一极片或所述第二极片的高度，n为在该高度方向上的所述凸起的数量，l为与所述凸起相邻的第一极片或第二极片的总长。

作为对本发明目的之一中所述的电池隔膜的改进，所述α的范围为-15°～15°。其中，α可以取正角度值，也可以为负角度值，即凸起的整体阵列的方向可以沿隔膜基体的长度方向向上倾斜，也可以向下倾斜，可根据具体的生产要求进行合理设置。

作为对本发明目的之一中所述的电池隔膜的改进，所述凸起在所述隔膜基体上的投影面为圆形、椭圆形、三角形或矩形。于本发明中的方案，凸起可以设置为不同的形状，但是为了使凸起在第一极片、第二极片和隔膜经卷绕或叠片后更好地实现错位，因此，在实际生产过程中凸起优选设置圆形，而且，圆形的结构可以保证凸起在电芯厚度的方向的受力更为均匀，有助于提高电池的稳定性，当然，也可以根据实际的生产要求进行合理适配。另外，当投影面为圆形时，投影面的直径范围为50～800μm，能有助于控制凸起的大小，保证了在电芯厚度方向上每层的凸起数量以及其粘接效果。

作为对本发明目的之一中所述的电池隔膜的改进，相邻的两个所述凸起的中心间距为300～2500μm。凸起之间的间距不能过大或过小，若间距过小，会导致每层的凸起数量较多，经过第一极片、隔膜和第二极片多层卷绕或叠片后，在电芯的厚度方向上可能会发生重叠；若凸起之间的间距过大，会导致第一极片、隔膜和第二极片之间的粘接力不足，容易发生电芯变形的现象，影响电池的循环使用寿命和安全性能。