[发明专利]隔膜及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开一种隔膜及其制备方法，和锂离子电池，属于锂电池技术领域。本发明的隔膜包括：基膜，基膜为无纺布；导电层，导电层附着于基膜上。隔膜的制备方法包括：导电层制备步骤：采用原位聚合法，在无纺布基膜表面形成导电层；闭孔层制备步骤：将闭孔层浆料涂覆于导电层，干燥后得到隔膜。本发明的锂离子电池包括本发明的隔膜。本发明的隔膜用于锂离子电池后，能提升电池的能量密度，且热稳定性和耐高温性良好。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种隔膜、此隔膜的制备方法，以及含有此隔膜的锂离子电池。

背景技术

《汽车产业中长期发展规划》提出2020年单体电池能量密度为300wh/kg，目前LiFePO₄单体能量密度达到150-160Wh/kg，主流NCM523、NCM622和NCM811分别能达到160-200wh/kg、230wh/kg和280wh/kg，与规划的要求有所差距。随着能量密度的不断提高，人们对动力电池安全性能也产生了质疑。能量密度和安全性能是现阶段影响动力电池快速发展的两大瓶颈。

通常单体电池能量密度的提升主要依赖于正负极材料，而往往忽视了锂离子电池另一关键组件隔膜的作用。隔膜对电池内阻、容量、循环寿命、能量密度及安全性能起至关重要的作用。然而，通过降低隔膜厚度来提升单体电池能量密度极其有限，同时增加了隔膜穿刺风险。目前，锂离子电池隔膜主要有聚烯烃隔膜和无纺布隔膜，其中，聚烯烃隔膜的材质主要为聚丙烯和聚乙烯，其熔点低，热稳定性差，安全性能差；无纺布隔膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素、聚酰亚胺及芳纶等，其虽然具有熔点高，热稳定性好，耐高温的特性，但是也不具有高温闭孔特性，安全性能也较差，同时，上述两类隔膜也都无法满足提高锂离子电池能量密度的要求

因此，亟需提出一种具有良好的热稳定性和耐高温性，能够提高锂离子电池能量密度的隔膜，和/或，一种具有高温闭孔特性，安全性能高的隔膜。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术缺陷，本发明的目的之一是提供一种隔膜。该隔膜具有良好的热稳定性，耐高温性，能够提升锂离子电池的能量密度。

本发明的目的之二是提供一种隔膜的制备方法，采用该制备方法制备的隔膜能够提高锂离子电池能量密度，具有良好的热稳定性、耐高温性，以及高温闭孔特性，安全性能高。

本发明的目的之三是提供一种包括上述隔膜的锂离子电池，或包括采用上述制备方法制得的隔膜的锂离子电池。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种隔膜，所述隔膜包括：

基膜，所述基膜为无纺布；

导电层，所述导电层附着于所述基膜上。

根据本发明，所述导电层包括聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种；和/或，所述导电层的厚度为1～40nm。

根据本发明，所述隔膜还包括闭孔层，其中，所述闭孔层涂覆于所述导电层。

根据本发明，所述闭孔层包括：聚乙烯颗粒、无机陶瓷颗粒和粘结剂，其中，

所述聚乙烯颗粒与所述无机陶瓷颗粒的质量比为1:1～3；

所述粘结剂占所述聚乙烯颗粒和所述无机陶瓷颗粒总质量的5～30％。

根据本发明，所述闭孔层的厚度为1～5μm；和/或

所述聚乙烯颗粒的粒径为50nm～1μm；和/或

所述无机陶瓷颗粒为三氧化二铝和/或氧化硅；和/或

所述无机陶瓷颗粒的粒径为50nm～1μm。