[发明专利]一种隔膜及包括该隔膜的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种隔膜及包括该隔膜的锂离子电池。本发明通过在隔膜上涂覆含有苯酚基团的化合物，苯酚基团可以将溶出的铁离子捕获(苯酚基团可以与铁离子络合)，减少铁离子在负极表面沉积，进而可以显著提高电池的高温循环寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种隔膜及包括该隔膜的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，被大量应用在便携式电子产品、储能设备和新能源汽车上。

随着锂离子电池能量密度的提高，锂离子电池的安全问题就变得越来越严峻。钴酸锂由于其优良的电性能和极高的振实密度(5.1g/cm³)，是追求高体积能量密度的5G手机电池正极材料的最佳选择。但是，高电压下的钴酸锂电池的安全性能差，通常无法通过针刺、重物冲击等安全测试。因此会在钴酸锂正极中掺混或者底涂一定量的磷酸铁锂来提高安全性。但是磷酸铁锂的上限电压为3.65V，充电到钴酸锂的适用电压时(4.45～4.50V)，会导致磷酸铁锂中铁离子的溶出，沉积在负极表面，催化SEI膜的持续生长，加速容量衰减。

发明内容

研究发现，磷酸铁锂与钴酸锂或三元混合正极，以及磷酸铁锂底涂的钴酸锂/三元材料电池在高温循环过程中会发生铁离子溶出，溶出的铁离子会先溶解到电解液中，然后通过隔膜扩散到负极表面，最后沉积在负极表面，催化SEI膜的持续增长，导致电池高温循环寿命变差。

为了改善现有技术中的不足，本发明提供了一种隔膜及包括该隔膜的锂离子电池。本发明通过在隔膜上涂覆含有苯酚基团的化合物，苯酚基团可以将磷酸锂铁中溶出的铁离子捕获(具体地，苯酚基团可以与铁离子发生络合反应)，减少铁离子在负极表面的沉积，进而可以显著提高锂离子电池的高温循环寿命。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种隔膜，所述隔膜包括功能层和隔膜基材，所述功能层设置在隔膜基材的至少一侧表面上，所述功能层包括含有苯酚基团的化合物。

根据本发明的实施方式，所述功能层设置在隔膜基材一侧表面上，或者，所述功能层设置在隔膜基材的两侧表面上。

根据本发明的实施方式，含有苯酚基团的化合物的数均分子量为5万～100万，示例性地为20万～30万。

根据本发明的实施方式，所述含有苯酚基团的化合物选自式(1)所示化合物中的至少一种：

其中，R₁、R₂、R₃相同或不同，彼此独立地选自H、卤素、取代或未取代的烷基；取代基为卤素或烷基；

R₄、R₅、R₆相同或不同，彼此独立地选自H或OH，且至少有一个选自OH；

n为聚合度。

根据本发明的实施方式，R₁、R₂、R₃相同或不同，彼此独立地选自H、卤素(F、Cl、Br、I)、取代或未取代的C_1-6烷基；取代基为卤素(F、Cl、Br、I)或C_1-6烷基。

根据本发明的实施方式，R₄、R₅、R₆中一个选自OH、其他选自H；或者，R₄、R₅、R₆中两个选自OH、另一个选自H；或者，R₄、R₅、R₆中三个均选自OH。

根据本发明的实施方式，式(1)所示化合物的数均分子量为5万～100万，示例性地为20万～30万。