本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別是涉及一種隔膜及二次電池。

背景技術(shù)：

1、二次電池作為一種儲(chǔ)能裝備，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)交通工具、航空航天、能源儲(chǔ)備等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，目前的二次電池的能量密度和充電倍率也越來越大，但是其高溫循環(huán)性能仍然很難得到提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)可以提供一種隔膜及二次電池，本申請(qǐng)的隔膜表面的粘結(jié)力較強(qiáng)，且粘結(jié)力分布較為均勻。當(dāng)本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池中時(shí)，能提升二次電池的高溫循環(huán)性能。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N隔膜，其包括基膜層，基膜層上含有粘結(jié)層，粘結(jié)層由多個(gè)粘結(jié)點(diǎn)構(gòu)成，在粘結(jié)層中，粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為20μm～500μm，在粘結(jié)層的表面任一區(qū)域中有20個(gè)～150個(gè)粘結(jié)點(diǎn)，區(qū)域的長(zhǎng)為3470μm，寬為2600μm。

3、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于二次電池的能量密度較高，因此隔膜通常會(huì)設(shè)置的寬且薄，但是這樣會(huì)導(dǎo)致隔膜以及隔膜兩側(cè)的正極和負(fù)極容易變形，二次電池的循環(huán)界面也容易也發(fā)生紫斑析鋰的現(xiàn)象，導(dǎo)致二次電池的安全性能和使用壽命降低；為了降低該現(xiàn)象的發(fā)生，目前的解決方式通常是在隔膜中設(shè)置聚偏氟乙烯涂層，但是聚偏氟乙烯涂層的粘結(jié)性差，不僅會(huì)導(dǎo)致隔膜以及正負(fù)極容易發(fā)生形變，還會(huì)惡化二次電池的高溫循環(huán)性能。

4、基于本申請(qǐng)的上述技術(shù)方案，發(fā)明人又發(fā)現(xiàn)，在基膜層和無機(jī)陶瓷層的表面分別設(shè)置由粘結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的粘結(jié)層，并將粘結(jié)層里任一長(zhǎng)為3470μm，寬為2600μm的區(qū)域中的粘結(jié)點(diǎn)控制在20～150個(gè)范圍內(nèi)，同時(shí)規(guī)定粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為20μm～500μm，由隔膜表面的粘結(jié)點(diǎn)提供粘結(jié)力，這樣隔膜的表面不僅具有良好的粘結(jié)力，而且粘結(jié)力的分布還較為均勻，這使得隔膜以及粘結(jié)在隔膜表面的正負(fù)極粘結(jié)緊密，沒有明顯的粘結(jié)薄弱點(diǎn)，不僅可以降低二次電池中紫斑析鋰的現(xiàn)象發(fā)生，還能使得局部還是整體都不容易發(fā)生變形。當(dāng)將本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池中時(shí)，可以明顯改善二次電池的高溫循環(huán)性能。另外，含有本申請(qǐng)的隔膜的二次電池即使不含聚偏氟乙烯涂層，二次電池中也不容易出現(xiàn)紫斑析鋰的現(xiàn)象。

5、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，隔膜滿足以下條件中的至少一種：(1)在粘結(jié)層中，相鄰兩個(gè)粘結(jié)點(diǎn)之間的距離為20μm～600μm；(2)任一區(qū)域中的所有粘結(jié)點(diǎn)在區(qū)域中的投影面積占區(qū)域總面積的20％～64.5％；(3)任一區(qū)域中有42～100個(gè)粘結(jié)點(diǎn)；(4)粘結(jié)層的厚度為d1，0.2μm≤d1≤4μm。

6、基于上述實(shí)施方案，滿足本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池可以進(jìn)一步提升二次電池的高溫循環(huán)性能。

7、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，隔膜滿足以下條件中的至少一種：(1)粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為200μm～420μm；(2)在粘結(jié)層中，相鄰兩個(gè)粘結(jié)點(diǎn)之間的距離為150μm～380μm；(3)任一區(qū)域中的所有粘結(jié)點(diǎn)在區(qū)域中的投影面積占區(qū)域總面積的20％～35％；(4)0.5μm≤d1≤2μm。

8、基于上述實(shí)施方案，滿足本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池可以進(jìn)一步提升二次電池的高溫循環(huán)性能。

9、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，粘結(jié)點(diǎn)在區(qū)域中的投影形狀為圓形、圓環(huán)形、橢圓形、正方形或長(zhǎng)方形中的至少一種。

10、基于上述實(shí)施方案，隔膜的粘結(jié)性能以及二次電池的循環(huán)性能可以得到進(jìn)一步提升。

11、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，圓環(huán)形的投影面積為x，圓環(huán)形對(duì)應(yīng)的外圓的面積為y，10％≤x/y≤50％。

12、基于上述實(shí)施方案，能在保證粘結(jié)的基礎(chǔ)上改善二次電池的動(dòng)力學(xué)性能。

13、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，粘結(jié)層包括水系聚合物，水系聚合物的聚合單體包括丁二烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、乙烯、丙烯或偏氟乙烯中的至少兩種。

14、基于上述實(shí)施方案，水系聚合物本身具有良好的粘結(jié)性能，而且水系聚合物的主鏈以及支鏈上還能額外接枝粘結(jié)劑，有利于提升粘結(jié)層的粘結(jié)力。

15、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，無機(jī)陶瓷層按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括85％～95％無機(jī)粒子和5％～15％粘結(jié)劑；無機(jī)粒子包括氧化鋁、氧化硅、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、二氧化鉿、氧化錫、二氧化鈰、氧化鎳、氧化鋯、氧化鋅、氧化鈣、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣或硫酸鋇中的至少一種；粘結(jié)劑包括聚丙烯酸酯。

16、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基膜層的其中一個(gè)表面設(shè)置有粘結(jié)層，另一表面設(shè)置有無機(jī)陶瓷層，無機(jī)陶瓷層遠(yuǎn)離基膜層的表面設(shè)置有粘結(jié)層。通過這種特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠有效的減少正負(fù)極相對(duì)于隔膜的變形，使得隔膜以及粘結(jié)在隔膜表面的正負(fù)極粘結(jié)緊密，沒有明顯的粘結(jié)薄弱點(diǎn)，不僅可以降低二次電池中紫斑析鋰的現(xiàn)象發(fā)生，還能改善電池的高溫循環(huán)性能。

17、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N二次電池，其包括電解液和電極組件，電極組件沿厚度方向依次包括正極、上述的隔膜和負(fù)極，正極、隔膜、負(fù)極堆疊設(shè)置。因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娮友b置具有良好的使用性能。

18、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，80℃下，隔膜和正極之間的粘結(jié)力為2n/m～12n/m；和/或，隔膜和負(fù)極之間的粘結(jié)力為2n/m～12n/m。

19、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，電解液滿足如下條件中的至少一種：(1)基于電解液的總質(zhì)量，電解液包括質(zhì)量含量為35％～80％的乙腈；(2)基于電解液的總質(zhì)量，電解液包括質(zhì)量含量為0.3％～4.5％的1,3-丙烷磺內(nèi)酯。

20、基于上述實(shí)施方案，二次電池的低溫性能可以得到明顯地提升。

21、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基于電解液的總質(zhì)量，乙腈和1,3-丙烷磺內(nèi)酯的質(zhì)量含量的比值為20～100。

22、基于上述實(shí)施方案，二次電池的低溫性能可以進(jìn)一步提升。

23、本申請(qǐng)的有益效果：

24、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N隔膜及二次電池，隔膜包括基膜層，基膜層的表面設(shè)置有無機(jī)陶瓷層和粘結(jié)層，粘結(jié)層中均勻分布有粘結(jié)點(diǎn)，每個(gè)粘結(jié)層中，粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為20μm～500μm。通過設(shè)置粘結(jié)點(diǎn)構(gòu)成粘結(jié)層，以及控制粘結(jié)層中的粘結(jié)點(diǎn)的數(shù)量和尺寸，能夠使得隔膜的表面具有良好的粘結(jié)力，且粘結(jié)力分布較為均勻。當(dāng)將基膜的其中一表面設(shè)置有無機(jī)陶瓷層，另一表面設(shè)置粘結(jié)層時(shí)，可以更有效的對(duì)正負(fù)極起到均勻粘結(jié)的作用。當(dāng)本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池中時(shí)，可以提升二次電池的高溫循環(huán)性能，而且二次電池中也不容易發(fā)生紫斑析鋰的現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種隔膜，其特征在于，其包括基膜層，所述基膜層上含有粘結(jié)層和無機(jī)陶瓷層，所述粘結(jié)層由多個(gè)粘結(jié)點(diǎn)構(gòu)成，在所述粘結(jié)層中，所述粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為20μm～500μm，在所述粘結(jié)層表面的任一區(qū)域中有20個(gè)～150個(gè)所述粘結(jié)點(diǎn)，所述區(qū)域的長(zhǎng)為3470μm，寬為2600μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，其滿足以下條件中的至少一種：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔膜，其特征在于，其滿足以下條件中的至少一種：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基膜層其中一表面設(shè)置有粘結(jié)層，另一表面設(shè)置有無機(jī)陶瓷層，所述無機(jī)陶瓷層遠(yuǎn)離所述基膜層的表面設(shè)置有所述粘結(jié)層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述粘結(jié)點(diǎn)在所述區(qū)域中的投影形狀為圓形、圓環(huán)形、橢圓形、正方形或長(zhǎng)方形中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔膜，其特征在于，所述圓環(huán)形的投影面積為x，所述圓環(huán)形對(duì)應(yīng)的外圓的面積為y，10％≤x/y≤50％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的隔膜，其特征在于，所述粘結(jié)層包括水系聚合物，所述水系聚合物的聚合單體包括丁二烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、乙烯、丙烯或偏氟乙烯中的至少兩種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述無機(jī)陶瓷層按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括85％～95％無機(jī)粒子和5％～15％粘結(jié)劑；

9.一種二次電池，其特征在于，其包括電解液和電極組件，所述電極組件沿厚度方向依次包括正極、權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的隔膜及負(fù)極，所述正極、所述隔膜、所述負(fù)極堆疊設(shè)置。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于，在80℃下，所述隔膜和所述正極之間的粘結(jié)力為2n/m～12n/m；和/或，

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一種：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的二次電池，其特征在于，所述電解液包括乙腈和1,3-丙烷磺內(nèi)酯，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述乙腈和所述1,3-丙烷磺內(nèi)酯的質(zhì)量含量的比值為20～100。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N隔膜及二次電池。本申請(qǐng)的隔膜包括基膜層，基膜層上含有粘結(jié)層和無機(jī)陶瓷層，粘結(jié)層由多個(gè)粘結(jié)點(diǎn)構(gòu)成，在粘結(jié)層中，粘結(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)徑平均為20μm～500μm，在粘結(jié)層的表面任一區(qū)域中有20個(gè)～150個(gè)粘結(jié)點(diǎn)，區(qū)域的長(zhǎng)為3470μm，寬為2600μm。本申請(qǐng)的隔膜表面的粘結(jié)力較強(qiáng)，且粘結(jié)力分布較為均勻。當(dāng)本申請(qǐng)的隔膜用于二次電池中時(shí)，能提升二次電池的高溫循環(huán)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：樊曉賀,魏增斌,陳敏晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6