[发明专利]锂离子电池及其涂层隔膜

说明书

本发明公开了一种锂离子电池及其使用的涂层隔膜。所述涂层隔膜包括多孔基材和涂布在多孔基材表面的涂层；多孔基材包括第一表面和与第一表面朝向相反的第二表面；所述涂层包括位于多孔基材的第一表面的第一涂层和位于多孔基材的第二表面的第二涂层；第一涂层和第二涂层均包括粘接性聚合物，且第一涂层中粘接性聚合物的质量分数小于第二涂层中粘接性聚合物的质量分数。与现有技术相比，本发明根据正负极进行不同的隔膜涂层设计，从而使得锂离子电池可以同时满足电池对于硬度和动力学特性的要求。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高性能的锂离子电池及其涂层隔膜。

背景技术

作为锂离子电池的重要组成部分，隔膜对锂离子电池的安全性、循环寿命、动力学特性等各种性能都具有重要影响。现有的锂离子电池隔膜通常为涂层隔膜，其包括多孔基材和涂布在多孔基材单面或双面的涂层。

但是，现有的涂层隔膜并没有考虑到正负极的需求差异，导致无法同时满足高粘接性和高动力学的要求。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的锂离子电池涂层隔膜。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种双面涂层不同的涂层隔膜以及使用此涂层隔膜的锂离子电池，以满足锂离子电池正负极的需求差异，确保锂离子电池涂层隔膜兼具高粘接性和高动力学特性。

为了实现上述发明目的，本申请的发明人经过深入研究，发现锂离子电池的正极与隔膜涂层之间的粘接容易通过粘接性聚合物实现、但会增加内阻，因此隔膜对应正极极片的涂层应该在满足界面粘接的情况下尽量降低粘接性聚合物的含量，从而提升动力学特性；负极与隔膜涂层的粘接不易实现，然而提升负极与隔膜涂层之间的界面粘接可以降低界面电阻从而改善动力学特性，因此隔膜对应负极极片的涂层可以通过提升粘接性聚合物的含量来同时提高界面粘接和动力学特性。

据此，本发明提供了一种锂离子电池涂层隔膜，其包括多孔基材和涂布在多孔基材表面的涂层；多孔基材包括第一表面和与第一表面朝向相反的第二表面；所述涂层包括位于多孔基材的第一表面的第一涂层和位于多孔基材的第二表面的第二涂层；第一涂层和第二涂层均包括粘接性聚合物，且第一涂层中粘接性聚合物的质量分数小于第二涂层中粘接性聚合物的质量分数。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸-苯乙烯聚合物中的至少一种。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述粘接性聚合物在第一涂层中的质量分数为5％～80％，在第二涂层中的质量分数为20％～100％。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述第一涂层中还包括热稳定性填料；或是第一涂层和第二涂层中均包括热稳定性填料。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述热稳定性填料包括至少一种无机填料。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述热稳定性填料包括三氧化二铝、勃姆石、氧化镁、二氧化硅、碳化硅、二氧化钛、二氧化锆中的至少一种。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述第一涂层和/或第二涂层中，粘接性聚合物和热稳定性填料是在浆料中混合后一起进行涂布的。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述第一涂层和/或第二涂层中，粘接性聚合物和热稳定性填料是分别制成浆料后依次进行涂布的，涂布顺序为先涂布热稳定性填料，再在热稳定性填料上涂布粘接性聚合物。

作为本发明锂离子电池涂层隔膜的一种改进，所述第一涂层和第二涂层的厚度均小于5μm。