[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池隔膜及其锂离子电池，所述的隔膜包括基膜和涂覆在基膜表面的第一涂层及第二涂层，所述的第一涂层为陶瓷固态电解质层，所述的第二涂层为粘合剂聚合物涂层，所述的第一涂层涂覆在基膜表面，所述第二涂层涂覆在第二涂层表面。本发明可提高隔膜的热稳定性及机械强度，增大锂离子转移能力，提高离子电导率，防止锂离子电池在负极表面不均匀的沉积而导致析锂，同时也可显著地提高隔膜电解液浸润性及隔膜与电极之间界面作用力，防止界面上形成难以除去的气泡使电极和隔膜逐渐分层，与现有商业化隔膜相比，使用本发明所制备的锂离子电池具有更好的循环稳定性及安全性能，在能量密度方面具有更高的优势。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及到一种锂离子电池隔膜及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池能量密度高、工作电压高、无记忆特性且寿命长，成为新能源领域中重要的能源形式，也已经广泛地应用于混合动力汽车、移动便携设备等场合。而锂离子电池的安全性也成为了人们所关注的重点。

隔膜作为锂离子电池内部结构重要组成之一，对安全性能起着关键性作用。当前，市场上商业化的锂电池隔膜主要是以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主的微孔聚烯烃隔膜，这类隔膜凭借着较低的成本、良好的机械性能、优异的化学稳定性和电化学稳定性等优点而被广泛地应用在锂离子电池隔膜中。实际应用中又包括了单层PP或PE隔膜，双层PE/PP复合隔膜，双层PP/PP复合隔膜，以及三层PP/PE/PP复合隔膜 。聚烯烃复合隔膜由Celgard公司开发，主要有PP/PE复合隔膜和PP/PE/PP复合隔膜，由于PE隔膜柔韧性好，但是熔点低为135℃，闭孔温度低，而PP隔膜力学性能好，熔点较高为165℃，将两者结合起来使得复合隔膜具有闭孔温度低，熔断温度高的优点，在较高温度下隔膜自行闭孔而不会熔化，但聚烯烃隔膜的润湿性能较差，保液不足，影响离子导电率及锂离子电池的循环性能。并且现阶段的电池的能量密度越来越高，要求隔膜需要更薄，机械强度及耐热性能更佳以满足电池的安全性能。因此，急需开发一种上述综合性能优异的隔膜以满足需要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜及其锂离子电池，旨在提高隔膜的热/机械稳定性及吸液率，改善隔膜与电极之间的浸润性，降低电池的界面阻抗，提高电池的倍率性能，同时提高电池的循环性能、安全性能以及电池的能量密度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种锂离子电池隔膜及其锂离子电池，所述的隔膜包括基膜和涂覆在基膜表面的第一涂层及第二涂层，所述的第一涂层为陶瓷固态电解质涂层，所述的第二涂层为粘合剂聚合物涂层，所述的第一涂层涂覆在基膜表面，所述第二涂层涂覆在第二涂层表面。

所述基膜为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。进一步地，所述基膜为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯中的一种或多种。

所述基膜的厚度为9~16μm。进一步地，所述基膜的厚度为12~16μm。

所述的陶瓷固态电解质涂层包括陶瓷固态电解质和少量聚合物粘合剂组成，其干粉重量比为70~90%：10~30%。所述的陶瓷固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧和钽掺杂的锂镧锆氧中的一种或几种。进一步地，所述的陶瓷固态电解质涂层包括陶瓷固态电解质和少量聚合物粘合剂组成，其干粉重量比为80~90%：10~20%。

所述的陶瓷固态电解质涂层厚度为1~3μm。进一步地，所述的陶瓷固态电解质涂层厚度为1~2μm。

所述的粘合剂聚合物涂层中的粘合剂为丙烯酸、聚氨酯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的一种或多种，优选地选自丙烯酸、聚氨酯中的一种或多种。

所述的粘合剂聚合物涂层厚度为0.5~2μm。进一步地，所述的粘合剂聚合物涂层厚度为0.5~1μm。