本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及到一种电池隔离膜及含该隔离膜的锂离子电池。
背景技术:
锂离子二次电池中用于隔离正极极片和负极极片的隔离膜一般为单层或多层微孔及多孔性薄膜,材质为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)及其复合材料,主要功能是防止正极极片和负极极片之间短路、提供离子通道,保持电解液正常功能。随着锂离子二次电池能量密度越来越高,应用电压窗口及温度范围越来越宽,客户对锂离子二次电池的安全保障提出了越来越苛刻的要求,锂离子二次电池安全性能成了一项极大的挑战。
然而,由单一(即单层)的pe或pp构成的隔离膜热收缩温度低,隔离膜的破裂温度也低,这种简单的隔离膜强度低不足以阻隔正极极片的正极活性材料层和负极极片的负极活性材料层及正极活性材料层所含的正极活性材料形成的枝晶,且隔离膜收缩后隔离膜的电阻急剧增大不利于电芯所产生的热的扩散及热失控的控制,因此不认为是对热失控安全性最好的材料。
目前的聚合物锂离子电池的制造过程中采用的隔离膜不能同时满足电芯外观要求不变形、钢钉穿刺及热滥用性能要求。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种材料经济、提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及电芯的硬度的一种电池隔离膜及含该隔离膜的锂离子电池。
本发明是通过如下方式实现的:一种电池隔离膜,包括隔离膜基层和设置于隔离膜基层两侧的第一混合涂覆层和陶瓷层;所述陶瓷层外设有第二混合涂覆层。
进一步的,所述隔离膜基层的厚度为5um、7um、9um、12um、16um中的任意一种。基材从成本、性能方面可以考虑国产的或者是进口的,国产的有重庆纽米、沧州明珠、苏州捷力、上海恩捷、星源材质等,进口的有旭化成、韩国sk、韩国w-scope、celgard等。
进一步的,所述隔离膜基层的厚度为7um。
进一步的,所述第一混合涂覆层的面密度为1.8-2.2g/m2。
进一步的,所述陶瓷层的面密度为2.0-2.4g/m2。
进一步的,所述第二混合涂覆层的面密度为1.6-2.0g/m2。
一种锂离子电池,包括正极、负极及设置在正极与负极之间的隔离膜,所述隔离膜为上述的隔离膜;所述隔离膜、正极、负极卷绕后的卷芯设置在铝塑膜壳中。
本发明的有益效果在于:所使用的各层的成本相对较低,可以有效的降低隔离膜的生产成本;通过基层外各结构层的合理设置,有效的提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及电芯的硬度。第一混合涂覆层和第二混合涂覆层均为混合层,兼顾了两种材料的特性,陶瓷不仅具有优良的耐高温性、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能,陶瓷为氧化铝,氧化铝不仅具有优良的耐高温性、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。pvdf胶(聚偏氟乙烯)具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐氧化性、耐磨性、柔韧性以及很高的抗涨强度和耐冲击性强度。本发明混合层可以兼顾隔膜的热收缩能力、抗穿刺能力以及隔膜对电芯正负极片的粘结力,从而提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及电芯的硬度。通过减小第二混合涂覆层的面密度来减小涂层厚度,可以减小隔膜的总厚度提高电芯的能量密度。
陶瓷层的设置可以有效提高隔膜的热收缩能力和抗穿刺能力从而提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及减小电芯的变形程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1本发明隔离膜截面图;
图2本发明锂离子电池卷绕结构示意图;
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例:
如图1-2所示,一种电池隔离膜,其特征在于:包括隔离膜基层2和设置于隔离膜基层2两侧的第一混合涂覆层1和陶瓷层3;所述陶瓷层3外设有第二混合涂覆层4。
本发明的一实施例中,所述隔离膜基层2的厚度为5um、7um、9um、12um、16um中的任意一种。基材从成本、性能方面可以考虑国产的或者是进口的,国产的有重庆纽米、沧州明珠、苏州捷力、上海恩捷、星源材质等,进口的有旭化成、韩国sk、韩国w-scope、celgard等。
本发明的一实施例中,所述隔离膜基层2的厚度为7um。
本发明的一实施例中,所述第一混合涂覆层1的面密度为1.8-2.2g/m2。
本发明的一实施例中,所述陶瓷层3的面密度为2.0-2.4g/m2。
本发明的一实施例中,所述第二混合涂覆层4的面密度为1.6-2.0g/m2。
一种锂离子电池,包括正极、负极及设置在正极与负极之间的隔离膜,所述隔离膜为上述实施例中任一项所述的隔离膜;所述隔离膜、正极、负极卷绕后的卷芯设置在铝塑膜壳中。
本发明所使用的各层的成本相对较低,可以有效的降低隔离膜的生产成本;通过基层外各结构层的合理设置,有效的提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及电芯的硬度。第一混合涂覆层1和第二混合涂覆层4均为混合层,兼顾了两种材料的特性,陶瓷不仅具有优良的耐高温性、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能,陶瓷为氧化铝,氧化铝不仅具有优良的耐高温性、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。pvdf胶(聚偏氟乙烯)具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐氧化性、耐磨性、柔韧性以及很高的抗涨强度和耐冲击性强度。本发明混合层可以兼顾隔膜的热收缩能力、抗穿刺能力以及隔膜对电芯正负极片的粘结力,从而提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及电芯的硬度。通过减小第二混合涂覆层的面密度来减小涂层厚度,可以减小隔膜的总厚度提高电芯的能量密度。
陶瓷层3的设置可以有效提高隔膜的热收缩能力和抗穿刺能力从而提高电芯热滥用及穿刺的通过率以及减小电芯的变形程度。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种电池隔离膜,其特征在于:包括隔离膜基层(2)和设置于隔离膜基层(2)两侧的第一混合涂覆层(1)和陶瓷层(3);所述陶瓷层(3)外设有第二混合涂覆层(4);所述第二混合涂覆层(4)的面密度小于第一混合涂覆层(1)。
2.根据权利要求1所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述隔离膜基层(2)的厚度为5um、7um、9um、12um、16um中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述隔离膜基层(2)的厚度为7um。
4.根据权利要求1所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述第一混合涂覆层(1)和第二混合涂覆层(4)的成分相同,均由陶瓷和pvdf胶混合制备;所述陶瓷所占的质量比为50%-70%。
5.根据权利要求4所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述陶瓷为氧化铝陶瓷。
6.根据权利要求1所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述第一混合涂覆层(1)的面密度为1.8-2.2g/m2。
7.根据权利要求1所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述陶瓷层(3)的面密度为2.0-2.4g/m2。
8.根据权利要求1所述的一种电池隔离膜,其特征在于:所述第二混合涂覆层(4)的面密度为1.6-2.0g/m2。
9.一种锂离子电池,包括正极、负极及设置在正极与负极之间的隔离膜,其特征在于:所述隔离膜为根据权利要求1-8中任一项所述的隔离膜;所述隔离膜、正极、负极卷绕后的卷芯设置在铝塑膜壳中。
技术总结