[发明专利]一种聚合物涂层隔膜和锂离子电池

说明书

本申请公开了一种聚合物涂层隔膜和锂离子电池。本申请的聚合物涂层隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的聚合物涂层，其中，聚合物涂层为规则的点状阵列的非全覆盖涂层，并且，沿基膜的纵向和横向分别设计有没有涂层的留白区域。本申请的聚合物涂层隔膜，通过特殊设计的涂层结构，提高了聚合物涂层隔膜吸收电解液的速度和吸收量，提高了电解液浸润性，降低了聚合物涂层对隔膜透气性的影响，提高了聚合物涂层隔膜的透气性和离子电导率。因此，使用本申请的聚合物涂层隔膜，能够提高电池的循环和倍率性能，延长电池使用寿命。

技术领域

本申请涉及电池隔膜领域，特别是涉及一种聚合物涂层隔膜和锂离子电池。

背景技术

隔膜是锂离子电池中的重要组成部分，其作用在于隔离正负极，防止正负极短路，同时具有离子导通作用，使电化学反应顺利进行。隔膜对电池的循环性能、倍率性能及安全性能有重要影响。为提高隔膜的性能，基体材料中掺杂填料、表面涂覆等隔膜的研究较多。聚合物涂层隔膜，是在基膜表面涂布有机聚合物而成，其中，聚偏氟乙烯(PVDF)涂层隔膜是近年的研究热点。PVDF等氟类聚合物因为具有较好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和对电解液良好的亲和性，一直以来受到人们的极大关注。聚合物涂层隔膜如PVDF涂覆隔膜能够在电池中在热压后将隔膜和极片黏在一起形成一个整体，从而提高电芯硬度，提高循环寿命，在软包和方形电池中都有广泛应用。

虽然，聚合物涂层隔膜有诸多优点，但是，聚合物涂层对隔膜内阻影响较大，需要牺牲电池性能如倍率；另外，聚合物涂层隔膜吸液率低，应用过程中对电解液的渗透注入响应比较慢，影响电池生产效率。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构改进的聚合物涂层隔膜，以及使用该聚合物涂层隔膜的锂离子电池。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种聚合物涂层隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的聚合物涂层，聚合物涂层为规则的点状阵列的非全覆盖涂层，并且，沿基膜的纵向和横向分别设计有没有涂层的留白区域。

需要说明的是，本申请的聚合物涂层隔膜，在点状涂布的非全覆盖涂层基础上，进一步的设计了纵向和横向的留白区域，即该留白区域不进行涂布；这样的结构设计，第一，可以提高电解液的渗透注入响应速度，提高聚合物涂层隔膜吸收电解液的速度和吸收量，即提高其吸液率和保液能力；第二，通过点状阵列和留白区域，使得聚合物涂层隔膜表面形成更多的凹凸结构，增加聚合物涂层隔膜的涂层面的粗糙度，降低电解液接触角，从而提高电解液浸润性；第三，由于本申请的聚合物涂层隔膜具有大量的留白区域，降低了聚合物涂层对隔膜透气度的影响，因为留白区域没有覆盖涂层，相当于基膜裸露，因此涂层对透气影响较小，提高了离子电导率，降低了由于聚合物涂层所导致的隔膜内阻。

可以理解，在电解液注入时，如果将电解液通过的路径比喻为道路，则点状涂布的各点之间的间隔即为小马路，而本申请设计的留白区域则相当于高速公路；电解液注入时，先经过本申请的横向和纵向留白区域快速达到相应位置，然后再由点状涂布各点间的间隔渗透到整个区域。因此，本申请特殊结构设计的聚合物涂层隔膜，能够提高注液速度，提高生产效率。在电解液的吸收量方面，留白区域则相当于水库，可以吸收存储更多的电解液。

优选的，点状阵列中，各点的直径为0.1-10mm，相邻两点之间的间距为0.1-10mm，点高度为1-10μm。

优选的，留白区域在基膜的横向上呈若干条平行设置的条纹状空白线条。

优选的，横向上设置的条纹状空白中，空白线条的宽度为1-900mm，空白线条的间隔为1-100mm；并且，空白线条的宽度大于或等于点状阵列中各点的间距。