[发明专利]一种电池隔离膜及其制备方法、二次电池

说明书

本发明提供了一种电池隔离膜及其制备方法、二次电池，涉及电池技术领域，隔离膜包括具有多孔结构的基材和涂覆于所述基材至少一面的耐热性聚合物涂层；耐热性聚合物涂层包括耐热性树脂和非导电粒子；非导电粒子的粒径D97≤耐热性聚合物涂层的厚度；非导电粒子的粒径分布满足：0.5≤(D90‑D10)/D50≤3.0；非导电粒子的比表面积S与平均粒径D50之比满足：0S/D50≤5×10⁷m/g。本发明隔膜具有均匀的多孔涂层、较高的耐温性能和优异的电化学稳定性，大大提升了电池的装配良率、电性能、安全性能。

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离膜及其制备方法、二次电池。

背景技术

随着新能源技术的发展，二次电池因其高能量密度、长寿命、高安全性能应用到数码产品、电动车和储能装置中。二次电池主要由四大部分组成，分别是正极、电解液、隔离膜、负极。其中，隔离膜的主要作用是将正负极隔开，防止正负极直接接触引发短路，此外隔离膜中的通孔结构能够起到使正负极离子通过的作用，隔离膜性能的优劣将直接影响到电池装备良率、容量、内阻及循环等重要性能。

目前商用电池隔离膜的基底大多为聚烯烃材质，因聚烯烃本身熔点较低，隔离膜在100℃以上时会发生严重收缩，引发正负极接触，从而易导致电池起火爆炸。为改善上述问题，通常会在聚烯烃基材表面涂覆一层或多层功能性涂层，常见的涂层主要有无机填料涂层、高分子聚合材料涂层及无机填料和高分子聚合材料混合涂层，传统的无机填料涂层虽然能在高温下保持一定的形态，但无机材料硬度大，涂覆过程中容易划伤基材，导致电池装配过程中短路率高；高分子聚合物材料熔点高，但作为涂层涂覆在基材表面上，与基材贴合疏松，耐热性能降低，造成电池短路，引发安全事故。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种电池隔离膜，选择特定要求的非导电粒子，使具有均匀的多孔涂层、较高的耐温性能和优异的电化学稳定性，大大提升了电池的装配良率、电性能、安全性能。

本发明的目的之二在于提供一种上述电池隔离膜的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种包括上述电池隔离膜的二次电池。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电池隔离膜，包括：具有多孔结构的基材和涂覆于所述基材至少一面的耐热性聚合物涂层；

所述耐热性聚合物涂层包括耐热性树脂和非导电粒子；

其中，所述非导电粒子的粒径D97≤耐热性聚合物涂层的厚度；

所述非导电粒子的粒径分布满足：0.5≤(D90-D10)/D50≤3.0；

所述非导电粒子的比表面积S与平均粒径D50之比满足：0S/D50≤5×10⁷m/g。

所述电池隔离膜的剥离强度在10N/m以上，将所述电池隔离膜放置于130℃环境下1小时后，其在纵向和横向上的收缩率均在15％以下，且纵向与横向上的收缩率之比大于1，所述电池隔离膜在130℃环境下1小时后，25℃下浸泡电解液，60天之后针刺强度保持率在60％以上。

第二方面，本发明提供了一种上述电池隔离膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备基材；

(2)将非导电粒子投入到有机溶剂中，分散均匀后，加入耐热性树脂继续进行分散，得到浆料；

(3)使用步骤(2)制备出的浆料涂覆在基材的至少一面上，得到涂覆膜；

(4)将涂覆膜经过凝固浴或者饱和蒸汽，耐热性树脂多孔涂层形成网状纤维结构，无机颗粒均匀分布在多孔涂层中；