[发明专利]一种涂层及包括该涂层的隔膜和电池

说明书

本发明提供了一种涂层及包括该涂层的隔膜和电池。所述涂层包括氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、氢化碳五树脂(C5)、氢化碳九树脂(C9)、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、固体石蜡和助剂。所述涂层在一定的热压条件下可以实现很强的湿法粘接力，能够使得电池在后期的循环膨胀中占据先天优势，使得电池在循环过程中锂离子的转移电阻不会明显增大，电池的整体DCIR增长不明显，电池的容量保持率维持在较高的水平，电池的厚度膨胀率也会维持在较低水平。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种涂层及包括该涂层的隔膜和电池。

背景技术

随着新能源汽车、5G移动通讯的快速发展，对锂离子电池性能提出了新的要求，高能量密度、高功率、快充长寿命电池需求越来越迫切。电池材料与技术面临新的挑战，传统的电池材料性能急需进一步提升与改善，电池设计进一步得到优化，以达到新的电池的性能要求。

对于高能量密度与倍率型快充锂离子电池，电池在充放电过程中，电极材料的膨胀与收缩将变得显著，而膨胀收缩将导致电极界面不稳定，电解液分布不均，局部出现贫液，长期循环后电池内部极片或者隔膜出现褶皱，电池鼓包、变形等问题。

发明内容

为了解决上述这些问题，电池制造商通常在隔膜与极片之间涂覆一层具有界面粘接性的涂层，以稳定正负极相对应的界面，为电极膨胀收缩提供缓冲空间，以保障电池内部结构与外形尺寸稳定。

研究发现，通过检测隔膜的湿法粘接力可以对隔膜与正负极之间的粘接效果进行鉴别，从而可以根据湿法粘接力来提前识别隔膜与正负极之间的粘附力，预判隔膜是否能够满足电芯热压化成后的粘接要求，识别出电芯各主材之间的粘附力，进而在生产过程中选择具有特定湿法粘接力的隔膜制备电池，以获得硬度较好和性能较好的电池。如隔膜的湿法粘接力越大时，隔膜与正负极之间的粘接效果越好，隔膜和正负极之间的界面粘接性能越好，有利于电池循环性能的提升。

目前，隔膜表面涂层主要是将P(VDF-HFP)在溶剂中溶解后，经过微凹辊转移涂布到隔膜基材表面的方法获得的，该聚合物涂层表现出很大的静电吸附，且该聚合物涂层在电解液体系中的湿法粘接力太小，无法与正负极进行有效粘接，这造成电池内阻较高，导致锂离子迁移距离随着电池循环次数变多，极片厚度膨胀变大导致锂离子传送距离加大导致析锂或者黑斑，容量损失加大，随着黑斑或者析锂导致厚度膨胀变大，进一步恶化锂离子迁移距离，进一步加大析锂或者黑斑，如此恶性循环，严重影响了电池的循环性能，不利于隔膜的开发使用。

为了解决目前隔膜表面涂层与正负极之间的湿法粘接力过小导致的电池内阻增加过快、厚度膨胀过大、循环性能变差的问题，本发明提供了一种涂层及包括该涂层的隔膜和电池，所述涂层未经热压前表现出无粘接效果，经过热压后可以实现出很强的湿法粘接力，这使得所述隔膜在与正负极进行粘接作用时，能够表现出很好的粘接效果，使得锂离子迁移距离随着循环次数增加，减缓恶化趋势，减少甚至避免析锂与黑斑程度，进而改善电池的循环性能。

本发明的“湿法粘接力”指溶胀粘接力，亦即在电解液环境下隔膜表面涂层溶胀后的粘附力。具体地，隔膜在电解液浸润下进行热压化成后测试隔膜与负极或者隔膜与正极之间的粘接力，在此文中隔膜与正极之间的湿法粘接力称为正极粘接力，隔膜与负极之间的湿法粘接力称为负极粘接力。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种涂层，所述涂层包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、氢化碳五树脂(C5)、氢化碳九树脂(C9)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、固体石蜡和助剂。

根据本发明的实施方式，所述涂层用于隔膜领域，优选为用于电池隔膜领域。

根据本发明的实施方式，所述涂层包括如下质量百分含量的各组分：

氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)：13-21％；