[发明专利]一种隔膜及其制备方法及电池

说明书

本申请公开了一种隔膜制备方法及电池，涉及二次电池技术领域。本申请所述的隔膜包括：基材；涂层，该涂层设置在基材的至少一侧的表面，涂层具有顶层和至少一层内层，顶层和内层均为多孔结构，顶层的孔洞与内层的孔洞呈叠套结构。本申请通过使涂层呈现多层孔洞叠套结构，提高涂层与隔膜、隔膜与极片间粘结力；同时，本申请中的多层孔洞叠套结构能够避免出现无孔聚合物“死区”，孔隙率大、透气损失小，极大提高涂膜与极片高粘结，同时独特网络涂层结构增大了储锂空间，利于锂电过程循环，防止枝晶产生、析锂等现象，提高锂电池循环寿命。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，特别涉及到一种隔膜及其制备方法及电池。

背景技术

聚合物涂覆隔膜的生产工艺主要分为水性涂覆和油性涂覆两大类，其中以水性涂覆为市场主体。水性涂覆工艺采用水作为溶剂，具有生产成本低、对环境污染小等的优点，但粘结性较弱，与极片易发生热压不良等现象。而油性工艺涂膜与极片粘结性高于水性涂膜，但对涂覆工艺要求极高，容易发生堵孔、透气不良、涂层脱落、造孔不均匀等现象，特别是造孔不良、不均引起的电池端循环析锂黑点问题，目前仍没有很好的规避方法。

发明内容

本申请的目的是提供一种隔膜及其制备方法及电池，解决现有技术中水性涂覆隔膜粘结性差、油性涂覆隔膜透气性差的问题，兼顾粘合性和透气性。

为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种隔膜，包括：基材；涂层，该涂层设置在基材的至少一侧的表面，涂层具有顶层和至少一层内层，顶层和内层均为多孔结构，顶层的孔洞与内层的孔洞呈叠套结构。

在上述技术方案中，本申请实施例通过使涂层呈现多层孔洞叠套结构，叠套包括顶层的“骨架网络”和内层的“子网络”，形成顶层孔洞叠套内层孔洞的结构。顶层“骨架网络”无透气损失，“骨架网络”增大隔膜与极片贴附性同时，支链表面凝胶增强粘结力，从而提高涂层与隔膜、隔膜与极片间粘结力；内层“子网络”造成透气损失较少，同时提高粘结力。同时，本申请中的多层孔洞叠套结构能够避免出现无孔聚合物“死区”，孔隙率大、透气损失小，极大提高涂膜与极片高粘结，同时独特网络涂层结构增大了储锂空间，利于锂电过程循环，防止枝晶产生、析锂等现象，提高锂电池循环寿命。

进一步地，根据本申请实施例，其中，顶层的孔径等于内层的孔径。

进一步地，根据本申请实施例，其中，顶层的孔径大于内层的孔径。

进一步地，根据本申请实施例，其中，内层为多层结构，多层的内层具有不同孔径，大小不同的孔径交叉叠套。

进一步地，根据本申请实施例，其中，顶层的孔径为1-10μm。

进一步地，根据本申请实施例，其中，内层的孔径为0.01-10μm。

进一步地，根据本申请实施例，其中，涂层由疏水性粘合剂聚合物和两亲性粘合剂聚合物混合而成。

进一步地，根据本申请实施例，其中，疏水性粘结剂聚合物为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、PMMA、PAI、PI、芳纶等中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，两亲性粘结剂聚合物同时包含有亲水、疏水性基团，聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯-聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇聚乳酸、聚异丁烯-l-聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)、氰基化羟乙基纤维素醚等改性聚乙二醇、聚乙烯醇、丙烯酰胺、纤维素中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，涂层的多孔结构通过任一种选自以下的方法形成：

一种方法，包括的步骤为将疏水性粘合剂聚合物和两亲性粘合剂聚合物依次溶解至溶剂中，然后添加成孔剂，混合搅拌后得到混合胶液；以及

一种方法，包括的步骤为将聚合物混合溶液涂覆在基材上，并且干燥基材。