[发明专利]一种隔离膜，其制备方法及含有该隔离膜的电化学装置

说明书

本申请涉及储能领域，具体讲，涉及一种隔离膜，其制备方法及含有该隔离膜的电化学装置。本申请的隔离膜包括多孔基材，多孔基材的至少一个表面上设置有多孔无机层和有机颗粒涂层中的至少一种，且多孔基材的至少一个表面上设置有复合层，复合层包括依次设置于多孔基材表面的多孔无机层和有机颗粒涂层；多孔无机层不含粘结剂，有机颗粒涂层为以非连续状分布于多孔无机层的涂层，单位面积所述复合层的质量为0.2g/m²～8.4g/m²。本申请的隔离膜与电解液的浸润性高、几乎不发生热收缩率、导离子性能优良、耐腐蚀耐久性能好，使用该隔离膜的电池具有较高的界面稳定性，从而提高电芯循环性能、降低循环膨胀性能，提高电芯的长期可靠性。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体讲，涉及一种隔离膜，其制备方法及含有该隔离膜的电化学装置。

背景技术

在电池的内部结构中，隔离膜作为关键部件，通常为多孔聚合物薄膜，具有电子隔绝、离子导通的特性，用于保障离子能够在正负极之间正常传输而不发生短路。近年来，为了改善单一聚合物隔离膜的热收缩较高、与电解液浸润性较差的问题，在聚合物基材表面涂覆陶瓷涂层的复合隔离膜逐渐成为改善电池安全性能的关键技术。但是这种复合隔离膜仍然存在一些问题，需要进一步开发研究。

大部分隔离膜的陶瓷涂层是通过无机颗粒与粘结剂混合形成浆料，经涂覆、干燥得到的。虽然可通过加入表面活性剂改善颗粒分散效果，但涂层中颗粒团聚、组分分布不均匀、基材与涂层的浸润性问题很难彻底解决。另一方面，由于基材两侧的陶瓷层通常达到几个微米，使得隔离膜厚度增加至少50％以上，导致整体电芯的能量密度下降。同时，陶瓷层与聚合物基材之间主要靠粘结剂粘合，不同区域的结合力受粘结剂分布的影响显著，容易在涂覆过程、长期循环或者电池滥用等情况下，发生陶瓷层表面龟裂与老化、孔隙率变化、陶瓷颗粒脱落等，从而导致导离子性能变差，严重时甚至容易引起安全问题。另外，目前商用锂电池制作过程存在极片界面粘结性能差，裸电芯硬度小，装配过程容易出现错位和界面接触不良等问题，因此造成电芯的一致性差和长期可靠性能降低等风险。

发明内容

鉴于此，本申请第一方面提出一种隔离膜，在多孔基材至少一个表面上设置有多孔无机层和有机颗粒涂层中的至少一种，且多孔基材的至少一个表面上设置有复合层，复合层包括依次设置于多孔基材表面的多孔无机层和有机颗粒涂层。本申请的多孔无机层为不含粘结剂的无机介电材料；有机颗粒涂层为以非连续状分布于多孔无机层的涂层；单位面积所述复合层的质量为0.2g/m²～8.4g/m²。本申请的多孔无机层的制备过程中，由于隔离膜基材的耐热性较差，因此无法对基材进行加热，导致制备得到的多孔无机层可能存在化学计量比偏差，造成多孔无机层的电性能和机械性能略低。本申请通过锐意研究发现，在该多孔无基层上复合有机颗粒涂层，可提高隔离膜与极片界面的稳定性，不仅对多孔无机层形成了保护，还可为极片膨胀提供了可用空间。

本申请第二方面提出上述第一方面隔离膜的制备方法，至少包括以下步骤：

采用气相沉积法，在多孔基材的至少一个表面上制备多孔无机层；将有机颗粒与溶剂混合，得到混合物，将所述混合物制备于所述多孔无机层上，经干燥得到所述有机颗粒涂层。

本申请第三方面还提出含有该隔离膜的电化学装置。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请的隔离膜与电解液的浸润性高、几乎不发生热收缩率、导离子性能优良、耐腐蚀耐久性能好，使用该隔离膜的电化学装置具有较高的界面稳定性，电化学装置的硬度和变形得到了有效改善，从而提高电化学装置循环性能、降低循环膨胀性能，提高电化学装置的长期可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例某一具体实施方式的隔离膜示意图；

图2为本申请实施例又一具体实施方式的隔离膜示意图；