[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法、二次电池和用电设备

说明书

本申请公开了一种复合隔膜及其制备方法、二次电池和用电设备，其中复合隔膜包括有机聚合物层和基膜，所述有机聚合物层设置在所述基膜两侧；所述有机聚合物层包括有机聚合物，所述有机聚合物含有氰基(‑CN)、羧基(‑COOH)、酯基(‑COO‑)和醚键(R‑O‑R’)中的至少一种官能团；所述复合隔膜对电解液的浸润角为12～25°，浸润速度为6～9mm/min。本申请通过在基膜上设置有机聚合物层改善了电池隔膜热稳定性低、抵御热失控能力差以及导离子性能差的问题。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，具体涉及的是一种复合隔膜及其制备方法、二次电池和用电设备。

背景技术

二次电池，特别是锂二次电池具有高理论比能量的特性，被广泛应用于各种储能系统中。随着电动汽车行业的兴起，带动锂二次电池研究往快充快放、高安全性能的方向发展。

隔膜作为锂二次电池的重要组成部分之一，能够保障锂离子电池在各种条件下循环的安全性以及离子传输性能。因此，在快充快放体系的锂离子电池开发过程中，隔膜的安全性能和隔膜的导离子性能是重点关注的特性。目前的隔膜闭孔温度偏高，闭孔-破膜区间窄，隔膜熔融闭孔后阻隔离子通过时间短，一旦电池持续升温，闭孔效应尚未阻断电池热失控，隔膜即因到达破膜温度破裂皱缩，导致正负极直接接触，引发下一阶段严重热失控，且隔膜的离子导通性能较差，影响锂离子传输速率，从而影响电池电化学性能的发挥。

因此有必要提供一种隔膜改善上述问题。

发明内容

本申请提供了一种复合隔膜及其制备方法、二次电池和用电设备，旨在解决现有隔膜热稳定性低、抵御热失控能力差以及导离子性能差的问题。

本申请首先提供了一种复合隔膜，所述复合隔膜包括有机聚合物层和基膜，所述有机聚合物层设置在所述基膜两侧；

所述有机聚合物层包括有机聚合物，所述有机聚合物含有氰基(-CN)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)和醚键(R-O-R’)中的至少一种官能团；

所述复合隔膜对电解液的浸润角为12～25°，所述复合隔膜的浸润速度为6～9mm/min。

上述的复合隔膜中，所述有机聚合物包括聚(丁酸乙烯酯-丙烯腈)共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚(丙烯腈-丁酸乙烯酯-乙酸乙烯酯)共聚物、聚乙酯乙烯醚或聚(丙烯腈-乙酯乙烯醚)共聚物中的至少一种。

上述的复合隔膜中，所述有机聚合物层在所述基膜一侧的厚度为1～6μm；

所述基膜的厚度为9～16μm；

所述基膜的孔隙率为30～36％。

上述的复合隔膜中，所述有机聚合物的平均分子量为6000～30万。

进一步地，所述氰基(-CN)选自丙烯腈、甲基丙烯腈，所述羧基(-COOH)选自丁烯酸、顺丁烯二酸，所述醚键(R-O-R’)选自甲基乙烯基醚、乙酯乙烯醚。

进一步地，所述有机聚合物的粒径在1.2～2.5μm范围内。

进一步地，所述复合隔膜在温度为100℃，加热1h条件下横向、纵向热收缩≤2％。

本申请还提供了上述复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备有机聚合物；

(2)将所述有机聚合物、粘接剂和有机溶剂混合，得到有机聚合物乳液；

(3)将所述有机聚合物乳液涂覆在基膜表面，得到所述复合隔膜。

上述的制备方法中，所述制备有机聚合物的步骤包括：

将乳化剂、有机聚合物单体和引发剂混合后引发聚合反应，得到第一混合溶液；