电池隔膜及其制备方法与二次电池与流程

本发明涉及电池隔膜，尤其涉及电池隔膜及其制备方法与电池。

背景技术：

1、电化学储能装置，如锂离子电池等二次电池，具备高能量密度、高输出功率、长循环寿命、无记忆效应等特点，广泛应用于3c消费类电子产品、动力汽车、大型储能等领域。隔膜是二次电池内部结构中的关键组成，具备导通离子、阻隔电子的功能，允许离子在正负极之间传输，阻断正负极的直接接触。

2、隔膜与电解液的浸润特性影响了二次电池的加工和性能发挥；浸润不良容易导致电池界面出现不均匀的析锂或黑斑，引起电池容量等性能降低，析锂区域在循环后期还可能造成电池安全问题。

3、目前，提高隔膜与电解液浸润性的方法包括引入亲水性的陶瓷涂层、对基材表面进行亲水改性修饰等。这些方法对于小尺寸的二次电池而言，效果较佳，但是随着电池尺寸的增加，浸润改善的效果降低。电池充电过程，极片体积膨胀，将极片间的电解液从卷芯中挤出，流向卷芯四周；电池放电过程，挤出的电解液重新进入卷芯。电池尺寸增大后，电解液重新进入卷芯浸润完全所需的时间随之增加。

4、基于上述问题，特提出本发明。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种电池隔膜及其制备方法与二次电池，以简单高效的实现电解液的快速浸润，能够降低电池的界面电阻，进而提高电池的电化学性能。

2、基于此，本发明具有如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种电池隔膜，包括基材和基材表面的涂层，所述涂层包括温度响应性组份；其中，所述温度响应性组份包括聚n-烷基丙烯酰胺、聚n-烷基丙烯酸酯、聚（低聚乙二醇）丙烯酸酯、聚乙烯醚和天然大分子中的一种或几种。

4、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述温度响应性组份包括聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、聚甲基丙烯酸低聚乙二醇酯、聚甲基乙烯醚和羟丁基壳聚糖中的一种或几种。

5、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述基材表面的涂层在所述基材上的覆盖率为5~50%。

6、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述基材表面的涂层还包括其他组份，所述其他组份包括含氟聚合物、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈类中的一种或多种以及它们的均聚物或共聚物；优选地，所述其他组份包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈中的一种或几种。

7、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述温度响应性组份和所述其他组份的质量比为（3~30）：（70~97）。

8、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述基材表面的涂层厚度为1~7微米。

9、根据本发明提供的一种电池隔膜，所述基材的厚度为3~50微米；孔隙率为25%~65%；优选地，所述基材包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜和无纺布中的一种以及它们的复合膜和陶瓷涂覆膜。

10、第二方面，本发明提供所述电池隔膜的制备方法，包括：将温度响应性组份、其他组份和水进行混合，得到混合浆料；将所述混合浆料涂覆在基材表面，即得所述电池隔膜。

11、根据本发明提供的所述的电池隔膜的制备方法，所述涂覆的方法包括凹版涂覆、微凹版涂覆、凸版涂覆、阵列点涂或旋转喷涂；优选地，所述涂覆量为0.6~1.2克/平方米。

12、第三方面，本发明提供一种二次电池，含有正极、负极和所述的电池隔膜。

13、本发明提供的电池隔膜及其制备方法与二次电池，通过设置连续或不连续的温度响应性涂层，形成电解液储蓄库，可以在温度作用下释放储存的电解液，大大缩短了电解液浸润所要通过的距离，使涂层材料附近区域得到快速的浸润，加快卷芯的浸润，实现更佳的浸润效果。

技术特征：

1.一种电池隔膜，其特征在于，包括基材和基材表面的涂层，所述涂层包括温度响应性组份；其中，所述温度响应性组份包括聚n-烷基丙烯酰胺、聚n-烷基丙烯酸酯、聚（低聚乙二醇）丙烯酸酯、聚乙烯醚和天然大分子中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述温度响应性组份包括聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、聚甲基丙烯酸低聚乙二醇酯、聚甲基乙烯醚和羟丁基壳聚糖中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述基材表面的涂层在所述基材上的覆盖率为5~50%。

4.根据权利要求1~3任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述基材表面的涂层还包括其他组份，所述其他组份包括含氟聚合物、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈类中的一种或多种以及它们的均聚物或共聚物；优选地，所述其他组份包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的电池隔膜，其特征在于，所述温度响应性组份和所述其他组份的质量比为（3~30）：（70~97）。

6.根据权利要求1~5任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述基材表面的涂层厚度为1~7微米。

7.根据权利要求1~6任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述基材的厚度为3~50微米；孔隙率为25%~65%；优选地，所述基材包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜和无纺布中的一种以及它们的复合膜和陶瓷涂覆膜。

8.权利要求1~7任一项所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括：将温度响应性组份、其他组份和水进行混合，得到混合浆料；将所述混合浆料涂覆在基材表面，即得所述电池隔膜。

9.根据权利要求8所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方法包括凹版涂覆、微凹版涂覆、凸版涂覆、阵列点涂或旋转喷涂；优选地，所述涂覆量为0.3~2.0克/平方米。

10.一种二次电池，其特征在于，含有正极、负极和隔膜，所述隔膜为权利要求1~7任一项所述的电池隔膜。

技术总结本发明涉及电池隔膜技术领域，尤其涉及电池隔膜及其制备方法与电池。所述电池隔膜包括基材和基材表面的涂层，所述涂层包括温度响应性组份；其中，所述温度响应性组份包括聚N‑烷基丙烯酰胺、聚N‑烷基丙烯酸酯、聚（低聚乙二醇）丙烯酸酯、聚乙烯醚和天然大分子中的一种或几种。本发明通过设置连续或不连续的温度响应性涂层，形成电解液储蓄库，可以在温度作用下释放储存的电解液，大大缩短了电解液浸润所要通过的距离，使涂层材料附近区域得到快速的浸润，加快卷芯的浸润，实现更佳的浸润效果。技术研发人员：张林,周萌,彭宇翔,邹武俊受保护的技术使用者：三一红象电池有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6