[发明专利]复合多孔隔离膜及电化学装置

说明书

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种复合多孔隔离膜及电化学装置。

背景技术

无涂层的隔离膜容易发生收缩、熔断、氧化、刺破等问题，从而使电化学装置的安全问题面临极大地威胁。

带有传统陶瓷涂层的隔离膜能够改善隔离膜的机械强度及熔断温度，提高电化学装置的安全性能。但是也存在一些问题：陶瓷颗粒与隔离膜之间的附着力较低，造成陶瓷颗粒容易在隔离膜的加工过程中脱落；陶瓷颗粒与隔离膜之间较低的附着力无法在保证安全的前提下减小陶瓷涂层的厚度，从而降低了电化学装置的能量密度；陶瓷涂层无法与极片粘结，无法抑制充放电过程中极片的膨胀，从而导致电化学装置发生变形。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种复合多孔隔离膜及电化学装置，其提高了复合多孔隔离膜的热稳定性，提高了电化学装置的抗变形能力以及容量保持率，并改善了电化学装置的循环性能以及低温动力学性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种复合多孔隔离膜，其包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上。所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种；所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种电化学装置，其具有本发明第一方面的复合多孔隔离膜。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的复合多孔涂层的引入极大地提高了复合多孔隔离膜的耐穿刺强度，同时降低了复合多孔隔离膜的热收缩率，提高了复合多孔隔离膜的热稳定性。

2.本发明的复合多孔隔离膜极大地提高了极片之间的粘结性，从而提高了锂离子二次电池的抗变形能力。

3.本发明的复合多孔隔离膜的导锂离子的能力和保液能力得到极大地提高，从而提高了锂离子二次电池的低温放电倍率以及容量保持率，进而改善了锂离子二次电池的低温动力学性能以及循环性能。

4.本发明的复合多孔基材强的耐穿刺强度以及复合多孔涂层与复合多孔基材之间强的相互作用优化了复合多孔基材以及复合多孔涂层的厚度，进而改善了锂离子二次电池的能量密度。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的复合多孔隔离膜及其制备方法及电化学装置及对比例、实施例及测试结果。

首先说明根据本发明第一方面的复合多孔隔离膜。

根据本发明第一方面的复合多孔隔离膜，包括：复合多孔基材；以及复合多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上。所述复合多孔基材包括填料A以及聚合物基体，所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种；所述复合多孔涂层包括填料B以及粘结剂，所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。在此补充说明的是，所述复合多孔基材可为一层、两层或多层，具体层数可依据实际情况确定；所述复合多孔涂层可依据实际情况设置在所述复合多孔基材的相应表面上，优选所述复合多孔层涂布在所述复合多孔基材的朝向正极极片的一面上。

本发明的复合多孔隔离膜，包括复合多孔基材以及复合多孔涂层，复合多孔基材和复合多孔涂层中均含有颗粒状填料，可达到如下效果：（1）改善复合多孔隔离膜的热稳定性以及机械强度，提高电化学装置的安全性能；（2）提高复合多孔隔离膜的保液能力以及浸润能力，改善复合多孔隔离膜的导锂离子能力。

若复合多孔隔离膜采用无机颗粒，可具有如下效果：（1）改善复合多孔隔离膜的表面基团，提高复合多孔涂层与复合多孔基材之间的粘结力，优化复合多孔涂层的厚度，提高电化学装置的能量密度；（2）改善复合多孔隔离膜的电化学稳定性，提高电化学装置的使用电压并大幅提升电化学装置的能量密度；（3）在后期加工过程中与极片之间形成优良的界面，并具有良好的粘结性，使电化学装置具有优良的机械性能，改善电化学装置的变形问题。

若复合多孔隔离膜采用有机颗粒，可具有如下效果：（1）改善有机颗粒与复合多孔隔离膜之间的相容性，便于形成稳定的共混体系，提高电化学装置的电化学稳定性；（2）引入具有导锂离子能力的基团，提高复合多孔隔离膜的保液能力以及浸润能力，进一步改善复合多孔隔离膜的导锂离子能力；（3）改善复合多孔隔离膜的表面基团，提高复合多孔涂层与复合多孔基材之间的粘结力，优化复合多孔涂层的厚度，提高电化学装置的能量密度。