[发明专利]一种电池隔膜和电池

说明书

本发明公开了一种电池隔膜和电池，该电池隔膜包括隔膜基层和设于隔膜基层的两表面的高温微固化涂层，高温微固化涂层的原料组分包括氧化物电解质、聚合物电解质、固化剂和高温可固化聚合物；在隔膜基层的熔点下，高温可固化聚合物在固化剂的作用下发生交联固化反应，形成网络结构；且聚合物电解质的熔点低于或等于隔膜基层的熔点。由上，该电池隔膜具有优异的耐热性能和离子传导性能，进而可提高锂离子电池的安全性能，改善电池长循环状态下的电性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池隔膜和电池。

背景技术

近年来，锂离子电池对能量密度的要求越来越高，电池的安全性能问题越发突出，锂离子电池在挤压、针刺、过充等滥用情况下，电池内部发生短路，大量热量积累导致热失控从而引起起火、爆炸。

锂离子电池的安全性能得到了越来越多的重视，隔膜主要起到隔绝正、负极材料，锂离子传导的作用，隔膜自身热性能的好坏对锂离子电池的安全性能与电性能具有关键作用。目前市场上应用的隔膜主要为聚烯烃类隔膜，该类隔膜的熔点范围为130～165℃，当电芯内部温度迅速上升，超过其熔融温度后，隔膜会熔融导致大面积短路并引起热失控，进而引起热量加速积累、产生内部高压、高温，引起燃烧、爆炸。因此，研发耐热性能同时又具有优异离子传导的隔膜非常必要，其可提高锂离子电池安全性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池隔膜和电池。

本发明的第一方面，提出了一种电池隔膜，包括隔膜基层和设于所述隔膜基层的至少一表面上的高温微固化涂层，所述高温微固化涂层的原料组分包括氧化物电解质、聚合物电解质、固化剂和高温可固化聚合物；在所述隔膜基层的熔融温度下，所述高温可固化聚合物在所述固化剂的作用下发生交联固化反应，形成网络结构；且所述聚合物电解质的熔点低于或等于所述隔膜基层的熔融温度。

根据本发明实施例的电池隔膜，至少具有以下有益效果：该电池隔膜在隔膜基层的至少一表面设有由包括氧化物电解质、聚合物电解质、固化剂和高温可固化聚合物的原料组分复合而成的高温微固化涂层，其中，通过采用氧化物电解质和聚合物电解质，可有效提高电池隔膜的离子导电率，该电池隔膜可应用于构建电池，而当时电池温度超过正常工作温度(即隔膜基层的熔点)时，高温微固化聚合物在固化剂的作用下会发生高温微固化，其中的高温可固化聚合物在固化剂的作用下发生交联固化反应，在氧化物电解质之间形成紧密的网络联结，可保持隔膜形状的完整；而聚合物电解质则会熔融流动，进一步将隔膜基层孔隙堵塞，使正、负极电极处于断路状态，有效防止电池内短路发生，提高电池的耐热安全性能。由上，该电池隔膜具有优异的耐热性能和离子传导性能，进而可提高锂离子电池的安全性能。

在本发明的一些实施方式中，所述高温微固化涂层的原料组分中，所述氧化物电解质、所述聚合物电解质、所述固化剂和所述高温可固化聚合物的质量比为(40～80)：(0.4～24)：(0.5～6)：(10～40)。

在本发明的一些实施方式中，所述聚合物电解质选自聚醚类聚合物、聚胺类聚合物、聚硫醚类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚丙烯腈类聚合物中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述高温可固化聚合物选自聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、丙烯酸树脂、聚氨酯、不饱和聚酯中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述固化剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、偶氮二异丁腈、氮丙啶、异氰酸酯、过氧化物、聚碳化二亚胺中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述氧化物电解质选自磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧、锂镧钛氧、锂镧锆钽氧、锂镧锆铝氧中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述隔膜基层的熔点为130～165℃。

在本发明的一些实施方式中，所述隔膜基层选自PP隔膜、PE隔膜或PP/PE复合隔膜。