一种复合隔膜、卷芯和锂离子电池的制作方法

本发明属于电池领域，具体涉及一种复合隔膜、卷芯和锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等部分组成，其中隔膜起着非常重要的作用。一方面，锂离子电池隔膜必须具有一定的化学稳定性和一定的力学强度，要保证具有一定的阻隔性，防止正负极片发生接触造成短路；另一方面，锂离子电池隔膜必须具有一定的通透性，让离子能够在正负极之间自由穿梭，来实现锂离子电池的功能。

2、近年来，随着锂离子电池行业的发展，市场对于电池提出的要求也越来越高，比如长循环性能、高能量密度等，隔膜随着电池行业的发展，也由单一的pp/pe隔膜，通过附加不同功能涂层，发展成为现在具有多种功能的复合隔膜。

3、目前，市场上使用的隔膜有常规的陶瓷涂覆隔膜、水系喷涂涂胶隔膜、油系芳纶涂覆隔膜等，常规陶瓷涂覆隔膜及芳纶涂覆隔膜不具备粘结性，电池在使用过程中，极片由于充放电过程带来的膨胀，无法有效控制，导致电池极片褶皱，厚度增加，而水系喷涂涂胶隔膜，因其工艺限制，导致其生产能力远不如陶瓷隔膜，成本压力增加。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种复合隔膜、卷芯和锂离子电池。

2、本发明提供一种复合隔膜，其特征在于，包括：多孔基材和多孔活性层；

3、所述多孔活性层设置在所述多孔基材的至少一个表面上，所述多孔活性层包括基础涂层和嵌设在所述基础涂层中的非粘结剂聚合物c，所述基础涂层中包括无机粒子a和粘结剂聚合物b；

4、所述非粘结剂聚合物c的d50＞所述基础涂层的厚度；

5、所述非粘结剂聚合物c的覆盖率为2％～50％；

6、从所述基础涂层凸起的所述非粘结剂聚合物c的平均压缩比为20％～50％；

7、所述平均压缩比按照以下方式确定：

8、在60℃，对所述复合隔膜进行压缩，压缩条件为在压力5kgf的条件下压缩1分钟；在所述复合隔膜经压缩后，量取从所述基础涂层凸起的所述非粘结剂聚合物c的d1和d2，所述非粘结剂聚合物c的压缩比p＝(d1-d2)/d1；其中，所述d1和d2按照如下方式确定：在所述非粘结剂聚合物c经压缩后，作出所述非粘结剂聚合物c沿平行于压缩方向的中心截面投影，以所述中心截面投影的长轴为所述d1，以所述中心截面投影的短轴为所述d2；所述平均压缩比其中，n为进行所述压缩比p数据采集的所述非粘结剂聚合物的数量，i为不小于1的正整数；

9、所述覆盖率的测试方法为：以所述复合隔膜的单个表面的面积为s1，以所述非粘结剂聚合物c在所述复合隔膜的该表面上的投影面积之和为s2，所述覆盖率＝s2/s1。

10、本发明从所述基础涂层凸起的所述非粘结剂聚合物c的平均压缩比为20％～50％，例如可以是20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、本发明所述非粘结剂聚合物c的覆盖率为2％～50％，例如可以是2％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、本发明非粘结剂聚合物c的d50＞所述基础涂层的厚度，使非粘结剂聚合物c在多孔活性层的表面形成了明显的凸起结构，由此，该复合隔膜与极片可以通过凸起结构在二者之间形成间隙，非粘结剂聚合物c的压缩比为20％～50％且非粘结剂聚合物c的覆盖率为1％～50％，凸起的非粘结剂聚合物c不仅可以与极片形成良好的粘结，还能调控复合隔膜和极片之间的间隙，使得复合隔膜和极片之间的间隙既可以缓冲极片充放电过程的膨胀和保持电解液足够的浸润，又可以保证卷芯具有足够的结构稳定性，提高循环性能。

13、优选地，所述平均压缩比为20％-30％，例如可以是20％、23％、25％、28％、30％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

14、优选地，所述非粘结剂聚合物c的覆盖率为5％～15％，例如可以是5％、8％、10％、13％、15％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、优选地，所述基础涂层的厚度为1.0～3.0μm时，所述非粘结剂聚合物c的d10:0.5～3.0μm，d50:2.5～7.0μm，d90:4.0～12μm。

16、本方案所述基础涂层的厚度为1.0～3.0μm，例如可以是1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.0μm、2.2μm、2.5μm、3.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d10:0.5～3.0μm，例如可以是0.5μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d50:2.5～7.0μm，例如可以是2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm、4.5μm、5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm、7.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d90:4.0～12μm，例如可以是4.0μm、5.0μm、6.0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm、10.0μm、11.0μm、12.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17、本方案所述基础涂层的厚度为1.0～3.0μm时，所述非粘结剂聚合物c的d10:0.5～3.0μm，d50:2.5～7.0μm，d90:4.0～12μm，实现对凸起部分的大小进行调控，既可以提高对极片的粘结性能，还可以提高卷芯的平整度。

18、优选地，所述基础涂层的厚度为3.0～5.0μm时，非粘结剂聚合物c的d10:0.8～4.0μm，d50:3.0～9.0μm，d90:5.0～15μm。

19、本方案所述基础涂层的厚度为3.0～5.0μm，例如可以是3.0μm、3.5μm、4.0μm、4.5μm、5.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d10:0.8～4.0μm，例如可以是0.8μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d50:3.0～9.0μm，例如可以是3.0μm、4.0μm、5.0μm、6.0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述非粘结剂聚合物c的d90:5.0～15μm，例如可以是5.0μm、6.0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm、10.0μm、11.0μm、12.0μm、13.0μm、14.0μm、15.0μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

20、本方所述基础涂层的厚度为3.0～5.0μm时，非粘结剂聚合物c的d10:0.8～4.0μm，d50:3.0～9.0μm，d90:5.0～15μm，实现对凸起部分的大小进行调控，既可以提高对极片的粘结性能，还可以提高卷芯的平整度。

21、优选地，所述非粘结剂聚合物c包括(甲基)丙烯酸酯类聚合物、(甲基)丙烯酸酯类单体-丙烯酸酯类单体共聚物、苯乙烯基单体-丙烯腈类单体共聚物、丁二烯类单体-苯乙烯基单体共聚物中的至少一种。

22、本发明提供一种卷芯，包括所述复合隔膜。

23、优选地，制备所述卷芯包括预热冷压工艺，所述预热冷压工艺包括以下操作：将复合隔膜与极片叠放后进行卷绕，得到卷芯，然后对所述卷芯进行预热，预热温度80～95℃、预热时间20～35min，然后对所述卷芯进行冷压，冷压压力5.5～7.5吨、冷压时间40～60s；其中，所述复合隔膜中包括的所述非粘结剂聚合物c的玻璃化转变温度为30～90℃。

24、本方案预热温度80～95℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；冷压压力5.5～7.5吨，例如可以是5.5吨、6.0吨、6.5吨、7.0吨、7.5吨，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；冷压时间40～60s，例如可以是40s、45s、50s、55s、60s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述复合隔膜中包括的所述非粘结剂聚合物c的玻璃化转变温度为30～90℃，例如可以是30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

25、本方案预热冷压具体工艺参数与非粘结剂聚合物c的玻璃化转变温度对应，以控制预热冷压后非粘结剂聚合物c的压缩比，使凸起的非粘结剂聚合物c不仅可以与极片形成良好的粘结，还能调控复合隔膜和极片之间的间隙，使得复合隔膜具有优异的透气度，以及复合隔膜和极片之间的间隙既可以缓冲极片充放电过程的膨胀，又可以保证卷芯具有足够的结构稳定性。

26、优选地，所述非粘结剂聚合物c的玻璃化转变温度为50～75℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、一种锂离子电池，所述锂离子电池包括所述卷芯。