[发明专利]一种隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种隔膜及其制备方法和应用，所述隔膜包括基底以及设置于所述基底两侧的聚甲基丙烯酸甲酯层；所述基底的材质包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚醚醚酮中的任意一种或至少两种的组合。本发明所述隔膜的孔隙率高，透气性好，破膜温度高，热收缩性低；与极片的粘接力高；进一步形成的电池具有优异的循环性能、倍率性能和安全性能。

技术领域

本发明涉及隔膜技术领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前，对安全性高的复合隔膜的需求巨大。

CN113054324A公开了一种高安全性隔膜及电池，其公开的隔膜包括多孔基材，以及涂覆在多孔基材至少一侧的耐热涂层，以及涂覆在多孔基材或耐热涂层上的低闭孔温度涂层；耐热涂层包括耐热树脂；低闭孔温度涂层包括自闭孔材料；所述自闭孔材料包括具有低熔融温度或低黏流温度的粘结性自闭树脂。通过设置耐热涂层提高隔膜的破膜温度以及耐热收缩性能，同时，引入低闭孔温度涂层，其中的低熔融温度或低黏流温度的粘结性自闭树脂能够在一定温度下能够快速融或软化，封闭多孔基膜孔隙，达到降低闭孔温度的目的，以提高闭孔温度和破膜温度的差值，得到高安全性隔膜，从而增强电池安全性。

CN106299215A公开了三种微孔结构电池隔膜，其公开的隔膜包括第一外层、第二外层和夹在二者之间的内层，所述第一外层、第二外层和内层具有不同的微孔结构。其公开的三种微孔结构电池隔膜兼顾多项理化性质，综合性能好，在达到较低厚度的同时具备高穿刺强度和拉伸强度，可应用于较小的电池且在安装过程中不易破损；同时具有良好的透气度和孔隙率，内阻小，提高电池的容量和循环性能；另外，还具有较低的闭孔温度和破膜温度，安全性高。

但是要改善电芯的长期循环性能和安全性，同时还能实现高比能电池的良好界面和改善电池能量密度，则需要开发一种高孔隙率高破膜高粘接性安全复合隔膜。

综上，开发一种具有高透气性、高破膜和高粘接性的安全隔膜是至关重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种隔膜及其制备方法和应用，所述隔膜兼具高透气性、高破膜和高粘接性的特点，安全性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种隔膜，所述隔膜包括基底以及设置于所述基底两侧的聚甲基丙烯酸甲酯层；

所述基底的材质包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚醚醚酮中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚醚醚酮的组合，聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚醚醚酮的组合等。

本发明中，在基底的两侧设置聚甲基丙烯酸甲酯层，聚甲基丙烯酸甲酯具有粒径小和质量轻的优势，所形成的聚甲基丙烯酸甲酯层在应用时对极片具有优良的粘接性，，长期使用过程极片不易变形，隔离膜也不容易收缩，可防止内短路问题；电池的整体硬度较高，层间粘接牢固，也降低了电池遭遇机械冲击、环境热冲击以及过充过放等安全时的起火爆炸风险。除此之外，所述各基底中，具有高温熔融和高孔隙率的的特点，形成的隔膜的透气性佳，破膜温度高，例如聚酰亚胺(PI)在600℃热分解且无熔融，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在210℃下可长期工作，聚醚醚酮(PEEK)在370℃下具有较低的热收缩率，故可实现高破膜安全和低热收缩率隔膜的制备，大大的改善了电池的安全性，防止热失控的发生。

本发明中，所述基底包括聚酰亚胺层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层或聚醚醚酮层。

本发明中，所述聚酰亚胺层中聚酰亚胺为主体材料，层中还可以混合其他材料，聚对苯二甲酸乙二醇酯层、聚醚醚酮层同理。

优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度各自独立地为1-4μm，例如1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm等。