[发明专利]一种锂离子电池隔离膜、电芯及锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池隔离膜、电芯及锂离子电池。本发明的锂离子电池隔离膜包括基膜层、陶瓷层、挥发层，其中，陶瓷层设于基膜层表面的一面或两面，挥发层设于基膜层或陶瓷层的表面；锂离子电池隔离膜卷绕成电芯，进一步制备得到锂离子电池；本发明的锂离子电池隔离膜涂覆有挥发层，在锂离子电芯烘烤过程中会挥发掉，在锂离子电池内部留下给予锂离子电池正极和负极膨胀的空间。在锂离子电池充放电过程中，锂离子电池正极和负极仍保持平整状态，使锂离子在电池内的迁移畅通无阻，改善极片界面的完整性，提高锂离子电池的使用寿命，且减小锂离子电池析锂而发生热失控的风险。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池隔离膜、电芯及锂离子电池。

背景技术

专利CN111640901A发明了一种锂离子电池隔膜的制备方法、锂离子电池及其制备方法，将具有粘结性的浆料转移到旋转的圆盘上，圆盘将浆料均匀分散成小液滴甩向陶瓷隔膜表面，由于浆料为局部均匀附着，浆料非附着区给予锂电池极膨胀提供膨胀空间，防止锂电池极片受热膨胀与陶瓷隔膜发生错层。现有方案步骤7所述粘结性浆料为PVDF胶液，在锂离子电池中，锂电池极为面膨胀而非点膨胀，不存在浆料附着区不膨胀非附着区膨胀的现象，现有方案为电池极膨胀将PVDF挤压至非附着区而提供膨胀空间，但仅靠锂电池极的膨胀应力难以将PVDF挤压到非附着区而提供膨胀空间，因此现有方案给予锂电池正极和负极膨胀空间的能力有限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种锂离子电池隔离膜、电芯及锂离子电池。本发明的锂离子电池隔离膜包括基膜层、陶瓷层、挥发层，其中，陶瓷层设于基膜层表面的一面或两面，挥发层设于基膜层或陶瓷层的表面；锂离子电池隔离膜卷绕成电芯，进一步制备得到锂离子电池；本发明的锂离子电池隔离膜涂覆有挥发层，在锂离子电芯烘烤过程中会挥发掉，在锂离子电池内部留下给予锂离子电池正极和负极膨胀的空间。在锂离子电池充放电过程中，锂离子电池正极和负极仍保持平整状态，使锂离子在电池内的迁移畅通无阻，改善极片界面的完整性，提高锂离子电池的使用寿命，且减小锂离子电池析锂而发生热失控的风险。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一个目的是提供一种锂离子电池隔离膜，包括基膜层、陶瓷层、挥发层，所述陶瓷层设于基膜层表面的一面或两面，挥发层设于基膜层或陶瓷层的表面。

在本发明的一个实施方式中，所述基膜层选自聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、静电纺丝膜中的一种，基膜层的厚度为3-20μm，孔隙率为15-55％。

在本发明的一个实施方式中，所述陶瓷层由陶瓷材料、粘结剂、分散剂和溶剂组成；

所述陶瓷材料选自Al₂O₃、AlOOH、SiO₂、TiO₂、MgO、Mg(OH)₂、ZnO、SnO₂、BaSO₄中的一种或几种；

所述粘结剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯中的一种或几种；

所述分散剂选自括聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸盐、聚乙二醇中的一种或几种；

所述溶剂选自氮甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、丙酮或水的一种或几种；

其中，陶瓷材料、粘结剂、分散剂和溶剂的用量比为20-30％：2-10％：0.1-10％：50-70％。

在本发明的一个实施方式中，所述陶瓷层的厚度为1-10μm。

在本发明的一个实施方式中，所述挥发层材料为低温凝结的化合物晶体，晶体的熔点为0-40℃，沸点为70-130℃，颗粒粒径为10-100μm；挥发层厚度为2-50μm，面密度为0.1-1.0g/m²。