[发明专利]气体吸附隔膜、其制备方法及锂离子电池

说明书

本申请公开了一种气体吸附隔膜、其制备方法及锂离子电池。本申请中，所述气体吸附隔膜包括：隔膜基层；所述隔膜基层的至少一面施加有气体吸附层。本申请提供的气体吸附隔膜对成品锂离子电池的功率影响较小，占用电池内部空间少，“异物感”少；使用本申请提供的气体吸附隔膜的锂离子电池内气体减少，使得因产气导致的气体膨胀现象得以改善；使用本申请提供的气体吸附隔膜的锂离子电池内电化学性能更佳，高温循环容量保持率增加。

技术领域

本发明涉及二次电池领域，特别涉及气体吸附隔膜、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

近年来，锂离子电池广泛应用于新能源汽车以及消费电子产品，但是随着使用时间的加长，电池鼓胀引起的安全及寿命衰减问题日益严重。其中电解液发生氧化还原反应产生的气体是电池鼓胀的一个重要原因。锂离子电池内部复杂的成分使得其产气成分较为复杂，研究表明电池在常温充放电循环，高温循环，高温存储过程中都会产生气体，产生气体成分与锂离子电池的正极，负极和电解液有关。产气一方面来自于化成及后期充放电过程中负极形成SEI，气体成分为CO₂，C₂H₄等；另一方面主要来自于循环和存储过程中电解液在正极表面被氧化，烷基碳酸锂及溶剂发生氧化降解，产生大量CO₂。在三元材料锂离子电池中，气体主要成分为CO₂，CO，H₂以及CH₄，C₂H₄等有机气体，其中CO₂占比较大。

目前为了解决锂离子电池在循环及存储过程中产气的途径主要有：(1)在电解液中加入添加剂，在正负极表面形成保护膜防止氧化还原反应的发生，但是活性材料表面致密及增厚的保护膜增加了电池的内阻，对电池的功率性能产生恶化作用；(2)在电池内部添加负载有碱性氧化物，氢氧化物或强碱弱酸盐的气体吸附构件，如CN201910716187.8公开了一种亚铜离子化合物负载在多孔材料上封装进电池内部以吸附CO气体，但是此种结构一方面在电池内部加入异物，占用电池内部空间，使得电池内部可用空间减小，且该结构难以固定，在电池受到振动冲击时易对裸电芯产生撞击，影响电池寿命。

因此，本领域需要寻找一种新的有效降低电池包内部气体量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体吸附隔膜，使得使用所述气体吸附隔膜的锂离子电池因为产气导致的气体膨胀现象得以改善。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种气体吸附隔膜，所述气体吸附隔膜包括：隔膜基层；所述隔膜基层的至少一面施加有气体吸附层。

由于所述隔膜基层的至少一面施加有所述气体吸附层，电池在循环和存储过程中产生的气体被施加在隔膜基层上的气体吸附层吸附，对电池的功率影响很小的前提下电池气体膨胀现象得以改善；由于层状的设置，比表面积大，可供吸附气体的面积大，相比在电极或电解液中设置气体吸附物，吸收气体的能力更佳；此外，气体吸附层施加在隔膜基层上的方式，占用电池内部空间极小，“异物感”低，不容易在受到振动冲击时易对裸电芯产生撞击，电池寿命更长。

在一些优选的方案中，所述隔膜基层靠近正极的一面施加有气体吸附层。

在一些优选的方案中，所述隔膜基层的双面均施加有气体吸附层。

在一些优选的方案中，所述施加的方式选自贴合、延流、蘸取、浸染和喷涂中的任一种。

在一些优选的方案中，所述隔膜基层为织造膜、非织造膜、微孔隔膜、隔膜纸、碾压膜或纳米纤维隔膜；更优选为微孔隔膜。

在一些优选的方案中，所述隔膜基层为聚烯烃微孔隔膜；更优选为聚丙烯微孔隔膜、聚乙烯微孔隔膜或聚丙烯聚乙烯复合微孔膜。

在一些优选的方案中，所述聚丙烯聚乙烯复合微孔膜为三层聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯复合微孔膜(PP/PE/PP复合膜)。