高粘结性耐热隔膜[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 210668511 U(45)授权公告日 2020.06.02

(21)申请号 201921550863.0(22)申请日 2019.09.18

(73)专利权人 宁德卓高新材料科技有限公司

地址 352000 福建省宁德市东侨经济开发

区东侨工业园区振兴路8号(72)发明人 周素霞　王晓明　杨浩田　黄云　

王婷　(74)专利代理机构 深圳市兰锋知识产权代理事

务所(普通合伙) 44419

代理人 陈双喜(51)Int.Cl.

H01M 2/16(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 210668511 U()实用新型名称

高粘结性耐热隔膜(57)摘要

包本实用新型公开一种高粘结性耐热隔膜，

括聚烯烃基膜层，所述聚烯烃基膜层的一侧涂覆有耐高温聚合物涂层，所述耐高温聚合物涂层的表面涂覆有第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层，所述聚烯烃基膜层的另一侧涂覆有耐高温混合涂层，所述耐高温混合涂层的表面涂覆有第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层，所述耐高温聚合物涂层为聚醚酰亚胺(PEI)涂层，所述聚醚酰亚胺(PEI)涂层中掺杂有TiO2粒子。本实用新型通过在聚烯烃基膜层的一侧表面涂覆耐高温聚合物涂层，利用耐高温聚合物涂层的PEI机械强度高，并且高温下不易收缩的特性，提高涂层结构稳定性，通过在耐高温聚合物涂层中掺杂TiO2粒子，减少粒子间的应力，提高电池的稳定性和循环性能。

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权　利　要　求　书

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1.一种高粘结性耐热隔膜，其特征在于：包括聚烯烃基膜层，所述聚烯烃基膜层的一侧涂覆有耐高温聚合物涂层，所述耐高温聚合物涂层的表面涂覆有第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，所述聚烯烃基膜层的另一侧涂覆有耐高温混合涂层，所述耐高温混合涂层的表面涂覆有第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，所述耐高温聚合物涂层为聚醚酰亚胺(PEI)涂层，所述聚醚酰亚胺(PEI)涂层中掺杂有TiO2粒子。

2.根据权利要求1所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述耐高温混合涂层为陶瓷和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的混合涂层。

3.根据权利要求1所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为0.5-10μm。

4.根据权利要求3所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为2-5μm。

5.根据权利要求1所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为1-5μm。

6.根据权利要求5所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为2-3μm。

7.根据权利要求1所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层和所述第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层的涂覆厚度均为1-6μm。

8.根据权利要求7所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层和所述第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层的涂覆厚度均为2-5μm。

9.根据权利要求1所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述聚烯烃基膜层为PP膜、PE膜或PP/PP复合膜。

10.根据权利要求1或9所述的高粘结性耐热隔膜，其特征在于：所述聚烯烃基膜层的厚度为5-20μm。

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说　明　书高粘结性耐热隔膜

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技术领域

[0001]本实用新型涉及锂电池隔膜技术领域，具体涉及高粘结性耐热隔膜。

背景技术

[0002]锂离子电池已广泛用于消费电子、电动工具和电动车等行业，具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、功率高和绿色环保等优点。随着锂离子电池应用越来越广泛，其面临更高能量密度及更高安全性能的挑战。隔膜是锂离子电池重要原材料之一，隔膜的厚度、耐热性、机械强度和孔隙率等指标对电池的能量密度、安全性能、内阻及功能等具有重要的影响。

[0003]传统PE隔膜与PP隔膜，不仅热收缩率较高，与电解液亲和力较弱，设计电池时隔膜预留尺寸较大，而且体积能量密度小，一旦发生热失控，电池温度会迅速攀升，使锂离子电池的安全性能面临挑战。目前，多采用在聚烯烃隔膜表面涂覆陶瓷层增加隔膜热稳定性，但简单的陶瓷涂覆使得隔膜透气损失较大、与极片粘结力较差、电芯卷绕过程中对电极的层架特性恶化，而且温度一旦达到聚烯烃隔膜破膜温度，同样发生短路，引起燃烧或爆炸现象。耐高温聚合物涂层为一种已知材料，其由PEI和TiO2混合形成，本实用新型利用耐高温聚合物涂层以解决上述技术问题。

实用新型内容

[0004]本实用新型针对现有技术存在之缺失，提供高粘结性耐热隔膜，其能提高隔膜耐热性和电解液亲和力，降低透气损失，并提高隔膜与极片间的粘结力，提高电池的稳定性。[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：[0006]一种高粘结性耐热隔膜，包括聚烯烃基膜层，所述聚烯烃基膜层的一侧涂覆有耐高温聚合物涂层，所述耐高温聚合物涂层的表面涂覆有第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，所述聚烯烃基膜层的另一侧涂覆有耐高温混合涂层，所述耐高温混合涂层的表面涂覆有第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，所述耐高温聚合物涂层为聚醚酰亚胺(PEI)涂层，所述聚醚酰亚胺(PEI)涂层中掺杂有TiO2粒子。[0007]作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层为陶瓷和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的混合涂层。

[0008]作为一种优选方案，所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为0.5-10μm。[0009]作为一种优选方案，所述耐高温聚合物涂层的涂覆厚度为2-5μm。[0010]作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为1-5μm。[0011]作为一种优选方案，所述耐高温混合涂层的涂覆厚度为2-3μm。[0012]作为一种优选方案，所述第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层和所述第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层的涂覆厚度均为1-6μm。[0013]作为一种优选方案，所述第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层和所述第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层的涂覆厚度均为2-5μm。

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作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层为PP膜、PE膜或PP/PP复合膜。

[0015]作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层的厚度为5-20μm。[0016]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，1、通过在聚烯烃基膜层的一侧表面涂覆耐高温聚合物涂层，从而利用耐高温聚合物涂层中的PEI机械强度高，并且高温下不易收缩的特性，提高涂层结构稳定性；2、通过在耐高温聚合物涂层中掺杂TiO2粒子，通过TiO2粒子的支撑为锂离子的通过提供更多、更好的通道，减少粒子间的应力，提高电池的稳定性和循环性能；3、通过在聚烯烃基膜层的另一侧表面涂覆耐高温混合涂层，以及在耐高温混合涂层的表面涂覆第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，从而提高了隔膜热稳定性，增加对电解液亲和力及吸液率，且耐高温混合涂层和第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层叠加形成梯度，减弱电芯卷绕过程中陶瓷对电极的层压特性恶化情况。通过与电解液亲和力较好的第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层和第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层，极大地提高了隔膜与极片间的粘结力及电芯硬度，提高电池的稳定性。

[0017]为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明：附图说明

[0018]图1是本实用新型之实施例的结构示意图；

[0019]图2是本实用新型之实施例的耐高温聚合物涂层的结构示意图。[0020]附图标识说明：[0021]10、聚烯烃基膜层；               20、耐高温聚合物涂层；[0022]21、聚醚酰亚胺(PEI)涂层；        22、TiO2粒子；[0023]30、第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层； 40、耐高温混合涂层；[0024]50、第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层。具体实施方式

[0025]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的。[0026]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0027]如图1-2所示，一种高粘结性耐热隔膜，包括聚烯烃基膜层10，所述聚烯烃基膜层10的一侧涂覆有耐高温聚合物涂层20，所述耐高温聚合物涂层20的表面涂覆有第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层30，所述聚烯烃基膜层10的另一侧涂覆有耐高温混合涂层40，所述耐高温混合涂层40的表面涂覆有第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层50，所

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述耐高温聚合物涂层20为聚醚酰亚胺(PEI)涂层21，所述聚醚酰亚胺(PEI)涂层21中掺杂有TiO2粒子22。所述耐高温混合涂层40为陶瓷和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的混合涂层。

[0028]具体的，所述耐高温聚合物涂层20的涂覆厚度为0.5-10μm，优选厚度为2-5μm。所述耐高温混合涂层40的涂覆厚度为1-5μm，优选厚度为2-3μm。所述第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层30和第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层50的涂覆厚度均为1-6μm，优选厚度为2-5μm。[0029]本实用新型中，所述聚烯烃基膜层10为PP膜、PE膜或PP/PP复合膜。所述聚烯烃基膜层10的厚度为5-20μm。[0030]综上所述，本实用新型通过在聚烯烃基膜层10的一侧表面涂覆耐高温聚合物涂层20，从而利用耐高温聚合物涂层20中的PEI机械强度高，并且高温下不易收缩的特性，提高涂层结构稳定性，同时，通过在耐高温聚合物涂层20中掺杂TiO2粒子，通过TiO2粒子的支撑为锂离子的通过提供更多、更好的通道，减少粒子间的应力，提高电池的稳定性和循环性能；通过在聚烯烃基膜层10的另一侧表面涂覆耐高温混合涂层40，以及在耐高温混合涂层40的表面涂覆第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层50，从而提高了隔膜热稳定性，增加对电解液亲和力及吸液率，且耐高温混合涂层40和第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层50叠加形成梯度，减弱电芯卷绕过程中陶瓷对电极的层架特性恶化情况；通过在外层涂覆与电解液亲和力较好的第一聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层30和第二聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层50，极大地提高了隔膜与极片间的粘结力及电芯硬度，提高电池的稳定性。[0031]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并不用以本实用新型，故凡是依据本实用新型的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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