[发明专利]一种二次电池用隔膜及其制备方法、二次电池

说明书

本发明提供了一种二次电池用隔膜及其制备方法、二次电池，包括基膜和涂覆于所述基膜至少一表面的阻燃层；阻燃层由聚偏氟乙烯‑六氟丙烯粘结剂和阻燃胶囊组成，所述阻燃胶囊为以阻燃剂为内核、聚甲基丙烯酸甲酯为外壳的核壳结构。相比于现有技术，本发明提供的隔膜，在电池发生热失控时，PMMA外壳破碎可释放出阻燃剂，该阻燃剂可捕捉燃烧自由基，可有效阻止电池的热失控和爆炸，采用PMMA作为外壳其可为隔膜与极片提供更好的粘接力，解决了目前难以在阻断二次电池热失控的同时保证电池循环寿命的问题。

技术领域

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种二次电池用隔膜及其制备方法、二次电池。

背景技术

锂离子电池由于其高比能量密度、缺乏记忆效应和出色的循环性能，被认为是电动汽车(EVs)最有前途的动力源。然而，由于锂离子电池能量密度的急剧增加或汽车碰撞后可能导致电池的起火爆炸，确保锂离子电池具有足够的安全性已然成为目前最重要的问题之一。研究表明，锂离子电池的安全性与电解液和极片中存在的可燃成分密切相关，一旦锂离子电池的内部/外部因短路引发起火，其中的可燃成分(特别是脱硫氧化物的阴极和可燃的电解液)会促进热失控，不良的放热反应导致电池内部温度迅速上升，最终导致电池爆炸。

值得注意的是，锂离子电池中火的传播需要热量、燃料和氧化剂(三要素)的存在，因此可采用去除“三要素”中的至少一个因素来阻止持续地燃烧反应。目前，研究人员通过在电解液中添加阻燃剂可有效地抑制锂离子电池中火势的蔓延，因为阻燃剂在受热时，会捕捉气相中的燃烧自由基进而阻断自由基的链式反应，从而使电解液的燃烧过程无法进行或难以进行。然而，添加大量的阻燃剂会降低电解液的离子电导率，导致电化学性能的下降，尤其是循环寿命和倍率性能。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种二次电池用隔膜，以解决目前难以在阻断二次电池热失控的同时保证电池循环寿命的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二次电池用隔膜，包括：

基膜；

阻燃层，涂覆于所述基膜的至少一表面，由聚偏氟乙烯-六氟丙烯粘结剂和阻燃胶囊组成，所述阻燃胶囊为以阻燃剂为内核、聚甲基丙烯酸甲酯为外壳的核壳结构。

优选的，所述阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三(2-氯乙基)酯中的至少一种。

优选的，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯粘结剂与所述阻燃胶囊的质量比为1：(1.2～3)。

优选的，所述阻燃胶囊的粒径为2～5μm。

优选的，所述阻燃层的厚度为2～5μm。

本发明的目的之二在于，提供一种上述所述的二次电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将甲基丙烯酸甲酯、交联剂、表面活性剂、溶剂、引发剂和阻燃剂混合形成均一溶液，并除去其中的活性氧，然后加热至40～50℃并在200～300rpm/min转速下进行聚合反应5～6h；反应后取出合成的阻燃胶囊，洗涤并干燥24h以上；

S2、将聚偏氟乙烯-六氟丙烯粘结剂溶解于挥发性溶剂中，然后将步骤S1得到的阻燃胶囊加入其中并搅拌，接着将基膜浸入其中，取出基膜，烘干后得到含阻燃层的二次电池用隔膜。

优选的，步骤S1中，先将甲基丙烯酸甲酯、交联剂、表面活性剂与溶剂混合，并除去其中的活性氧，于700～900rpm/min下搅拌30～40min，得到预聚体；然后再将引发剂和阻燃剂加入其中，于1800～2000rpm/min下搅拌20～30min，形成均一的溶液，然后再进行聚合反应。