[发明专利]一种锂离子电池用隔膜及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池用隔膜，包括基膜和第一涂层；第一涂层涂覆于基膜的至少一表面；第一涂层包括添加剂；其中，添加剂为核壳结构，内核材料为偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯偶氮苯中的至少一种，外壳材料为弹性材料。相比于现有技术，本发明在隔膜涂层中加入具有核壳结构的添加剂，其中该添加剂采用偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯偶氮苯等物质作为内核材料，电池热量增加后内核材料物质受热膨胀，从而通过体积膨胀的方式将正负极分隔来，达到减少电池因内短路造成的起火、爆炸的风险，提高了电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种锂离子电池用隔膜及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于其工作电压高、比能量大、循环寿命长、对环境友好及无记忆效应等优点，目前已经在3C数码消费类电子产品中，如笔记本电脑、智能手机和平板电脑等领域得到广泛的应用。特别是近年来电动机车市场的异军突起，为锂离子电池的发展提供了更为广阔的市场前景。但也出现了众多安全事故，比如电动汽车电池的冒烟、起火，甚至爆炸，这些安全事故会可能影响到财产及人生安全。因此，对锂电池的安全性能的要求不能掉以轻心。隔膜是锂电池中重要的组成部分，其功能是阻碍电子的通过，同时需允许锂离子从中传导，隔离正负极，防止正负极的短路，隔离膜的厚度会对电池的能量密度产生影响，其热收缩性能与电池的安全性密不可分，故锂离子电池对隔离膜材料的选型有严格要求。

常用锂离子电池隔膜材料为多孔的聚烯烃，熔点为135℃，一旦出现短路，过充，穿钉等破坏性操作就会造成电池内热量大量聚集，隔膜就会严重收缩，从而造成起火，爆炸等安全事故。中国专利申请CN110739430A公开了一种锂离子电池涂层隔膜，包括基膜和位于所述基膜的至少一个表面上的涂层，其中该涂层包含第一聚合物和第二聚合物，第二聚合物的熔点比第一聚合物的熔点高，并且第二聚合物的平均粒度大于第一聚合物的最大粒度。该涂层隔膜阻断热量大量聚集的方法主要是通过在基膜或涂层中加入熔点较低的材料，如低分子量的PE，聚乙烯蜡等，在电池内温度急剧上升前，提前关闭隔膜的微孔，从而关闭电池，防止电池发生自燃事件。然而此种方法仍存在不足：低熔点的材料，融化后堵孔需要一段时间，而电池内热量积聚，温度上升非常快Q＝I²RT,在关闭微孔的同时，电池的内阻也会增加，同样造成热量的增加。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种锂离子电池用隔膜，解决目前无法快速高效的阻断电池内热量增加的问题；本发明的隔膜可以快速切断正负极，起到防止短路的目的，从而提高电池的安全性能，避免电池起火、爆炸。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池用隔膜，包括：

基膜，

第一涂层，涂覆于所述基膜的至少一表面；所述第一涂层包括添加剂；

其中，所述添加剂为核壳结构，内核材料为偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯偶氮苯中的至少一种，外壳材料为弹性材料。

优选的，所述外壳材料为丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述添加剂的粒径为0.2～5μm；所述添加剂的添加量为所述第一涂层总量的1～10％。

优选的，所述内核材料的质量为所述添加剂质量的5～45％；所述外壳材料的质量为所述添加剂质量的55～95％。

优选的，所述第一涂层还包括填充剂、增稠剂、分散剂和粘接剂。

优选的，所述填充剂为氧化铝、二氧化硅、勃姆石、氢氧化镁中的至少一种，所述填充剂的添加量为所述第一涂层总量的60～90％。