[发明专利]一种隔膜及包括该隔膜的电池

说明书

本发明提供了一种隔膜及包括该隔膜的电池，所述隔膜包括隔膜基层和设置在隔膜基层的第一表面的陶瓷涂层；其中，所述陶瓷涂层包括陶瓷颗粒；所述陶瓷涂层的表面和/或内部具有微孔，所述陶瓷涂层的孔隙率为40％‑80％，所述微孔中，孔径为0.1微米以上的孔的体积占总孔体积的45‑90％，孔径为1.0微米以上的孔的体积占总孔体积的40‑80％。本发明通过在陶瓷涂层表面和/或内部形成大量微孔，一方面提升隔膜孔隙率，提升电池倍率、残液量、低温放电、长循环性能；另一方面保证隔膜针刺强度，自放电和安全性能不受影响。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高性能的隔膜及包括该隔膜的电池。

背景技术

随着3C产品的普及和电动汽车市场的兴起，对锂离子二次电池的需求越来越高。隔膜作为锂离子二次电池的关键构件，直接影响锂离子二次电池的安全、倍率、循环、低温放电等性能。

传统的解决电池倍率、低温放电和循环性能主要是通过提升隔膜基层(如聚乙烯或聚丙烯)的孔隙率，但随着隔膜基层孔隙率的提升，隔膜针刺强度、热收缩等性能会降低，影响电池的自放电、安全等性能。

因此需要提供一种既解决电池倍率、低温放电和循环性能，又不影响电池自放电、安全性能的隔膜。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种隔膜及包括该隔膜的电池，所述隔膜包括隔膜基层和设置在隔膜基层表面的陶瓷涂层，通过在陶瓷涂层表面和/或内部形成大量微孔：一方面可以提升隔膜孔隙率，提升电池倍率、残液量、低温放电和循环性能；另一方面可以保证隔膜针刺强度、自放电和安全性能不受影响。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种隔膜，所述隔膜包括隔膜基层和设置在隔膜基层的第一表面的陶瓷涂层；其中，所述陶瓷涂层包括陶瓷颗粒；所述陶瓷涂层的表面和/或内部具有微孔，所述陶瓷涂层的孔隙率为40％-80％，所述微孔中，孔径为0.1微米以上的孔的体积占总孔体积的45-90％，孔径为1.0微米以上的孔的体积占总孔体积的40-80％。

根据本发明，孔径为0.1微米以上的孔的体积占总孔体积的45-90％，示例性地占总孔体积的45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％；孔径为1.0微米以上的孔的体积占总孔体积的40-80％，示例性地占总孔体积的40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％。

根据本发明，所述微孔中的最大孔的孔径不超过10微米。

根据本发明，所述微孔中的最小孔的孔径不小于0.01微米。

根据本发明，所述隔膜基层的材料体系选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚萘体系聚合物、聚酰亚胺、聚酰胺、芳纶和聚对苯撑苯并二恶唑中的至少一种。

根据本发明，所述隔膜基层的孔隙率为20％-80％，例如为20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％。

根据本发明，所述隔膜基层的厚度为5-50μm，例如为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm或50μm。

根据本发明，所述陶瓷颗粒的加入量为陶瓷涂层总质量的80-97wt％，如80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、92wt％、94wt％、95wt％、96wt％或97wt％。

根据本发明，所述陶瓷涂层还包括助剂，所述助剂包括粘结剂、增稠剂和分散剂。

根据本发明，所述粘结剂的加入量为陶瓷涂层总质量的1-10wt％，如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％；