[发明专利]隔膜、电化学装置以及电子设备

说明书

本申请公开了一种隔膜、电化学装置以及电子设备，所述隔膜包括隔膜基材、第一涂层和第二涂层，所述隔膜基材包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向阴极，所述第二表面朝向阳极，所述第一涂层设置于所述第一表面，所述第二涂层设置于所述第二表面，所述第一涂层为致密固体填料涂层，所述第一涂层的孔隙率记为Dsubgt;1/subgt;，满足：10%≤Dsubgt;1/subgt;30%，所述第二涂层为高孔隙固体填料涂层，所述第二涂层的孔隙率记为Dsubgt;2/subgt;，满足：30%≤Dsubgt;2/subgt;≤60%。本申请通过在隔膜的两侧设置性能参数不同的两个涂层，以提高电池的循环性能、低温放电性能以及耐热性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种隔膜、电化学装置以及电子设备。

背景技术

隔膜是电池的关键组成部分，目前，常规锂离子电池采用的隔膜多为聚丙烯（PP）多孔膜、聚乙烯（PE）多孔膜或聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）/聚丙烯（PP）复合多孔膜，但是，随着电芯动力学性能的提升，伴随阳极 E.L.（电解液）需求增加，而且，随着阴极材料电压提升，还伴随阴极材料稳定性降低，使得阴极溶出物增加，进而导致电池循环性能变差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种隔膜、电化学装置以及电子设备，所述隔膜的两侧分别设置孔隙率不同的两个涂层，通过调控两个涂层的孔隙率在合适的范围，协同配合，以提高电池的循环性能。

第一方面，本申请提供了一种隔膜，包括隔膜基材、第一涂层和第二涂层，所述隔膜基材包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向阴极，所述第二表面朝向阳极，所述第一涂层设置于所述第一表面，所述第二涂层设置于所述第二表面，所述第一涂层为固体填料涂层，所述第一涂层的孔隙率记为D₁且满足：10%≤D₁30%，所述第二涂层为固体填料涂层，所述第二涂层的孔隙率记为D₂且满足：30%≤D₂≤60%。固体填料涂层是指添加了固体颗粒物的涂层。

本申请通过在隔膜基材的两侧外表面分别设置致密的第一涂层以及高孔隙的第二涂层，其中，致密的第一涂层有助于阻挡阴极溶出物进入到隔膜基材的内部孔隙，甚至进入阳极，在本申请中，阴极溶出物主要指阴极极片溶出物，即，活性材料中可能溶出的Co、Mn、Ni、Al等金属元素以及粘结剂等辅材中可能溶出的小分子量聚丙烯酸PAA和未交联的丙烯酸酯分子等。将第一涂层的孔隙率控制在合适范围，一方面可以改善阴极溶出物在阴阳极之间穿梭，进而抑制阴极溶出物参与电化学反应；另一方面，第一涂层的合适范围的较低孔隙率协同第二涂层的较高孔隙率，利于提升电芯的循环性能，尤其是显著提升电芯的高温循环性能。

在一些实施例中，满足：15%≤D₁≤25%。

在一些实施例中，所述第一涂层的平均体积孔径D₅₀为1nm~90nm。将第一涂层的孔径D₅₀设置在合适的范围，更利于提升电芯的循环性能。在一些实施例中，所述第一涂层的孔径D₅₀为5nm~60nm。

在一些实施例中，所述第一涂层的厚度为20nm~500nm。通过控制第一涂层的厚度在上述范围内，一方面利于协同第一涂层的孔径D₅₀以及孔隙率D₁在隔膜阴极侧构筑具备筛分功能的孔道，更好地阻挡阴极溶出物进入到隔膜内部孔隙/阳极，进而更利于提升电芯的高温循环性能；另一方面，还可以避免阴极颗粒刺穿隔膜。在一些实施例中，所述第一涂层的厚度为200nm~500nm。

在一些实施例中，所述第二涂层的孔径D′₅₀为100nm~500nm。将第二涂层的孔径D′₅₀设置在合适的范围，利于提高E.L.补给阳极速率。在一些实施例中，所述第二涂层的孔径D′₅₀为150nm~300nm。