[发明专利]电池隔板及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明提供一种电池隔板及其制备方法以及锂离子电池，所述电池隔板包括隔板基体和涂覆于所述基体的至少一表面上的导电涂层，所述导电涂层的原料包括粘结剂和导电材料，所述导电材料的形状包括零维、一维和二维中的至少一种。本发明能够有效解决隔板在使用过程中产生的静电问题，降低异物吸附概率，提高电池的安全性和循环性等综合品质。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种电池隔板及其制备方法以及采用该隔板形成的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应及绿色环保等特点，作为储能设备在消费电子和电动工具等产品中得到广泛的应用。电池隔板作为锂离子电池的重要组成部件，决定了电池的界面结构、内阻等特性，直接影响电池的循环、容量和安全等性能。

当前锂离子电池主要是采用多孔聚合物基板作为隔板(或称隔膜)，设置于正负极片之间，在锂离子电池的使用过程中，随着充放电的进行，隔板与极片间的界面易发生变化，使得两者之间的间隙增大，从而导致电池容量和寿命下降等问题。采用涂胶隔板可有效改善上述隔板和极片间的间隙问题，现阶段较为常用的隔板主要是非水系涂胶隔板(一般是在聚合物基板表面涂布有粘结剂涂层(或称涂胶层))，其具有良好的电解液浸润性和极片粘接力，能够改善电芯变形问题，抑制隔板与极片界面间隙的增大，从而提高电芯安全和循环性能。

然而，非水系涂胶隔板在使用过程中往往会产生较大的静电效应，不仅在锂离子电池卷绕时严重影响生产过程的正常进行，还易吸附粉尘，影响电池品质，目前针对该静电问题的解决方式主要有：(1)通过在锂离子电池卷绕过程中使用额外的装置(如离子风机、除静电棒等)中和电荷或将电荷导入大地以消除静电，然而，该类方式只能局部或暂时性消除涂胶隔板上的静电，隔板在后续生产过程中如果发生摩擦还是会产生静电，并不能从根源上消除静电；(2)在涂胶层中加入抗静电剂，抗静电剂一般是同时具有极性和非极性基团的表面活性剂，其极性亲水基团可以在隔板表面吸收微量的水以达到去除静电的目的，然而，抗静电剂的化学成分易在电池内部环境下产生副反应，而且引入的水分往往也会与电解液中的锂盐反应产生大量气体，使电池膨胀，对电池品质产生不良影响。

因此，如何在能够有效解决隔板与极片间的间隙问题的基础上，避免静电等副作用的产生，保证锂离子电池的综合品质，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种电池隔板，以至少解决现有技术所存在的静电等问题。

本发明还提供一种电池隔板的制备方法，能够制得上述隔板，且具有制备工艺简单等优点。

本发明还提供一种锂离子电池，采用上述电池隔板形成，具有良好的安全性和循环性等综合性能。

本发明的一方面，提供一种电池隔板，包括隔板基体和涂覆于基体的至少一表面上的导电涂层，导电涂层的原料包括粘结剂和导电材料，所述导电材料的形状包括零维、一维和二维中的至少一种。

本发明提供的电池隔板，在隔板基体上涂布有由粘结剂和导电材料形成的导电涂层(相当于在传统的涂胶层中引入导电材料)，在缓解隔板与极片间产生间隙的基础上，可以有效避免静电的产生，尤其是其中的导电材料按照上述特定形状分布，在导电涂层中形成微观网络形貌(或称导电网络)，可以加速电子转移，进一步保证了有效改善静电问题，使得采用该隔板形成的电池具有良好的安全性、循环性等品质。

根据本发明的研究，上述导电涂层中，导电材料的质量含量不低于0.01％，比如可以为0.01-99％，进一步可以不低于0.1％，更进一步可以为不低于0.4％或0.5％或0.8％，更进一步可以为不低于1％。在一实施方式中，导电涂层中，导电材料的质量含量具体可以为0.1-x％，进一步可以为0.4-x％，更进一步可以为0.5-x％或0.8-x％，更进一步可以为1-x％；其中，x％可以是3-50％中的任意值，比如可以是3％、10％、20％、30％、40％、50％等。