[发明专利]一种隔膜及其制备方法以及二次电池

说明书

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法以及二次电池，包括基膜和涂覆于基膜至少一表面的涂覆层，所述涂覆层包括陶瓷和纤维素，所述纤维素相对分子质量为50000～2500000，直径为500nm～10μm。本发明的一种隔膜，具有涂覆层，涂覆层包括纤维素和陶瓷，纤维素和陶瓷具有优异耐热性能，能长时间耐受230℃以及短时间耐受280℃高温，大大提高隔膜的耐热性；陶瓷对电解液具有浸润性，提高隔膜对电解液的保液性能，纤维素分子链上含有大量的极性基团对有机电解液体系和水具有良好的亲和性，使制备出的隔膜具有吸湿性能，减少制备过程中静电力对隔膜良率的影响，从而提高隔膜的产品质量。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法以及二次电池。

背景技术

聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜存在亲电解液性能、耐热性能不足的问题。为了改善聚烯烃隔膜的电解液浸润性和耐热性，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆陶瓷复合聚丙烯酸脂类和PVDF粘结剂，这种做法是解决浸润性和耐热性最广泛的做法之一。但是，使用聚丙烯酸脂类粘结剂存在玻璃化转变温度低以及耐水性能差等问题，这些问题均限制了隔膜的耐热性能提升以及生产效率的提升。而PVDF目前原材料价格高昂、NMP难处理、隔膜静电力大等不利因素提高了生产和环境治理成本，同时强大的静电力影响后工序良品率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种隔膜，解决现有聚烯烃隔膜无法兼具耐热性、浸润性、亲液性以及抗静电性的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种隔膜，包括基膜和涂覆于基膜至少一表面的涂覆层，所述涂覆层包括陶瓷和纤维素，所述纤维素的相对分子质量为50000～2500000，直径为500nm～10μm。

本发明的一种隔膜，具有涂覆层，涂覆层包括纤维素和陶瓷，纤维素和陶瓷具有优异的耐热性能，能长时间耐受230℃以及短时间耐受280℃高温，大大提高隔膜的耐热性；陶瓷对电解液具有浸润性，提高隔膜对电解液的保液性能，纤维素分子链上含有大量的极性基团对有机电解液体系和水具有良好的亲和性，使制备出的隔膜具有吸湿性能，能显著降低隔膜的静电，减少制备过程中静电力对隔膜良率的影响，从而提高隔膜的产品质量。本发明的纤维素使用非衍生化溶剂进行溶解，使纤维素以分子的形式进行溶解，提高纤维素的溶解性，而且溶解的纤维素具有更高的相对分子质量和更小的直径，使制备出隔膜具有更好的均一性以及耐热性能，不易堵孔。

优选地，所述纤维素包括纳米纤维素、纳米纤维素晶体、细菌纤维素、树木纤维素、竹子纤维素、棉花纤维素、剑麻纤维素、被囊素中的一种或多种。本发明的纤维素可以为合成纤维素也可以为天然纤维素，如：树木纤维素、竹子纤维素、棉花纤维素、剑麻纤维素、被囊素等天然绿色可再生纤维素，其热分解温度高达230℃、短时间能耐受280℃的高温，其相对分子质量为50000～2500000，直径为500nm～10μm。

优选地，所述基膜为聚乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜或者聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯复合隔离膜，熔点130～160℃，厚度为3～20μm，孔隙率在20～50％，透气度在30～400sec/100cc。设置一定的孔隙率和透气度，能够增加基膜对电解液的浸润性。

优选地，所述陶瓷的颗粒粒径为0.5～10μm，所述陶瓷包括SiO₂、Al₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、ZnO、SnO₂、ZrO₂、AlOOH、Mg(OH)₂、BaSO₄中的一种或多种。陶瓷具有一定的颗粒粒径，能够填充于纤维素之间，形成具有孔隙，从而使制备出的隔膜对电解液浸润性更好，而且陶瓷具有良好的耐热性，与纤维素配合，从而共同提高隔膜的耐热性能。