本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種隔膜以及包括該隔膜的電池。

背景技術(shù)：

1、隨著3c產(chǎn)品的普及和電動(dòng)汽車市場的興起，對鋰離子二次電池的需求越來越高。隔膜作為鋰離子二次電池的關(guān)鍵構(gòu)件，直接影響鋰離子二次電池的安全、長循環(huán)、快充等性能。

2、為了提高鋰離子二次電池的長循環(huán)性能和快充性能，傳統(tǒng)的解決方法主要是通過提高基材的孔隙率或在隔膜表面涂覆一層涂膠層，其中，提高基材的孔隙率能夠提升隔膜的離子導(dǎo)通性能，從而提升電池的快充能力，但隨著基材孔隙率的提升，隔膜的針刺強(qiáng)度性能會(huì)降低，從而影響電池的自放電、安全等性能；在隔膜表面涂覆一層涂膠層，能夠提高隔膜與正極活性層及負(fù)極活性層之間的界面穩(wěn)定性，從而提升電池的長循環(huán)能力，但是多涂一層涂膠層會(huì)增加隔膜成本，同時(shí)涂覆一層涂膠層在一定程度上降低電池快充性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種隔膜以及包括該隔膜的電池。本發(fā)明的隔膜能夠在保持較高孔隙率的同時(shí)，具有較強(qiáng)的針刺強(qiáng)度，從而使電池的快充性能較高的同時(shí)其自放電和安全性能不受影響，并且該隔膜表面并未涂覆涂膠層，但能夠提高隔膜與正極活性層及負(fù)極活性層之間的界面穩(wěn)定性，提高了電池的長循環(huán)性能，同時(shí)避免了涂膠層對電池快充性能的影響，進(jìn)一步提高了電池的快充性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種隔膜，所述隔膜包括基材和位于所述基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層，所述陶瓷層包括無機(jī)顆粒和第一聚合物，所述陶瓷層為多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)包括直徑≥0.5μm的孔，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內(nèi)，直徑≥0.5μm的孔的數(shù)量為10個(gè)-800個(gè)且所述第一聚合物的數(shù)量為10個(gè)-500個(gè)；所述隔膜滿足如下關(guān)系式：1＜d1/d2＜20，其中，d1為陶瓷層中直徑≥0.5μm的孔的平均直徑，單位為μm；d2為無機(jī)顆粒的平均粒徑，單位為μm。

3、本發(fā)明第二方面提供了一種電池，所述電池包括本發(fā)明第一方面所述的隔膜。

4、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下優(yōu)勢：

5、本發(fā)明的隔膜通過控制直徑≥0.5μm的孔的數(shù)量，能夠提高隔膜的孔隙率，從而提高隔膜的離子導(dǎo)通性能，進(jìn)而提升電池的快充性能；通過控制第一聚合物的數(shù)量，能夠提高隔膜與正極活性層及負(fù)極活性層之間的界面穩(wěn)定性，從而提高電池的長循環(huán)性能，并且避免了涂膠層對電池快充性能的影響，進(jìn)一步提高了電池的快充性能；同時(shí)通過控制隔膜使其滿足關(guān)系式：1＜d1/d2＜20，能夠使隔膜具有大量的大孔（例如，直徑≥0.5μm的孔），從而進(jìn)一步提高隔膜的孔隙率，進(jìn)一步提升電池的快充性能，并且還能夠提高無機(jī)顆粒的堆積密度，從而提升隔膜的熱穩(wěn)定性和針刺強(qiáng)度，進(jìn)而使隔膜兼具較高孔隙率和較高針刺強(qiáng)度的性能，使電池具有較高長循環(huán)性能和較高快充性能的同時(shí)，自放電和安全性能不受影響，此外，由于本發(fā)明的隔膜不包括涂膠層，因此隔膜的成本大幅度降低。

6、本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

7、在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

技術(shù)特征：

1.一種隔膜，其特征在于，所述隔膜包括基材和位于所述基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層，所述陶瓷層包括無機(jī)顆粒和第一聚合物，所述陶瓷層為多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)包括直徑≥0.5μm的孔，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內(nèi)，直徑≥0.5μm的孔的數(shù)量為10個(gè)-800個(gè)且所述第一聚合物的數(shù)量為10個(gè)-500個(gè)；所述隔膜滿足如下關(guān)系式：1＜d1/d2＜20，其中，d1為陶瓷層中直徑≥0.5μm的孔的平均直徑，單位為μm；d2為無機(jī)顆粒的平均粒徑，單位為μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，2≤d1/d2≤15；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔膜，其中，d1為2μm-8μm；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的隔膜，其中，所述隔膜滿足如下關(guān)系式：1≤d3/h1≤5，其中，d3為陶瓷層中第一聚合物的平均粒徑，單位為μm；h1為所述陶瓷層的厚度，單位為μm；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔膜，其中，d3為2μm-10μm；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔膜，其中，d3為3μm-6μm；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的隔膜，其中，以所述陶瓷層中孔的總體積為基準(zhǔn)，直徑≥0.5μm的孔的體積占比為20%-70%；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔膜，其中，以所述陶瓷層中孔的總體積為基準(zhǔn)，直徑≥0.5μm的孔的體積占比為30%-60%；

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述隔膜，其中，所述無機(jī)顆粒包括氧化鋁、勃姆石、氧化鎂、氫氧化鎂、硫酸鋇、鈦酸鋇、氧化鋅、氧化鈣、二氧化硅、碳化硅、氮化硼中的一種或多種；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔膜，其中，丙烯酸酯類單體包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸酯十八酯中的一種或多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔膜，其中，所述苯乙烯類單體包括苯乙烯、甲基苯乙烯、三苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的一種或多種。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔膜，其中，所述丙烯腈類單體包括丙烯腈、三苯基丙烯腈、3-環(huán)戊基丙烯腈和3,3-(二苯基)丙烯腈中的一種或多種。

13.一種電池，其特征在于，所述電池包括正極片、負(fù)極片、電解液以及位于正極片和負(fù)極片之間的隔膜，所述隔膜為權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的隔膜。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池，其中，所述電解液包括有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑包括第一有機(jī)溶劑和第二有機(jī)溶劑，所述第一有機(jī)溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸乙酯中的一種或多種，所述第二有機(jī)溶劑包括碳酸丙烯酯和/或碳酸乙烯酯。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其中，所述第一有機(jī)溶劑的重量與所述第二有機(jī)溶劑的重量之比為(0.05-20):1。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池，其中，所述第一有機(jī)溶劑的重量與所述第二有機(jī)溶劑的重量之比為(0.1-10):1。

17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池，其中，所述電解液包括有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑包括碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池，其中，所述有機(jī)溶劑中碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯的重量之比為(10%-70%):(10%-70%):(15%-40%)。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其中，所述電解液還包括lifsi和任選地添加劑，所述添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、碳酸亞乙烯酯、二氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰、四氟硼酸鋰和四氟草酸磷酸鋰中的一種或多種。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池，其中，以所述電解液的總重量為基準(zhǔn)，lifsi的重量含量為2%-20%，所述添加劑的重量含量為3%-9%。

21.根據(jù)權(quán)利要求14-20中任一項(xiàng)所述的電池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶劑中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度≤50%。

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶劑中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度為1%-20%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隔膜以及包括該隔膜的電池。所述隔膜包括基材和位于所述基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層，所述陶瓷層包括無機(jī)顆粒和第一聚合物，所述陶瓷層為多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)包括直徑≥0.5μm的孔，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內(nèi)，直徑≥0.5μm的孔的數(shù)量為10個(gè)?800個(gè)且所述第一聚合物的數(shù)量為10個(gè)?500個(gè)；所述隔膜滿足如下關(guān)系式：1＜D1/D2＜20，其中，D1為陶瓷層中直徑≥0.5μm的孔的平均直徑，單位為μm；D2為無機(jī)顆粒的平均粒徑，單位為μm。包括本發(fā)明的隔膜的電池能夠在不影響自放電和安全性能的情況下，兼具較高的長循環(huán)性能和快充性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張祖來,陳瑤,李俊義
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海冠宇動(dòng)力電池有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19