本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種隔膜以及包括該隔膜的鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池作為目前廣泛應(yīng)用的能源儲(chǔ)存設(shè)備，具有高能量密度、長周期壽命和低自放電等優(yōu)點(diǎn)。然而，在鋰離子電池大倍率充放電使用過程中，存在一個(gè)普遍問題，即電池內(nèi)部容易出現(xiàn)黑斑析鋰，黑斑析鋰不僅影響電池的性能，還容易引起電池內(nèi)部短路，進(jìn)而引發(fā)安全隱患。

2、目前，雖然已有一些技術(shù)嘗試解決類似問題，如改進(jìn)注液工藝、調(diào)整電解液配方等，但這些技術(shù)方法往往不能針對(duì)性地解決極片中間區(qū)域的貧液?jiǎn)栴}，例如，改進(jìn)注液工藝傳統(tǒng)的做法包括優(yōu)化注液速度、壓力、溫度以及注液路徑等，以確保電解液能夠更均勻地滲透到極片內(nèi)部，然而，由于極片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及電解液與極片材料之間的相互作用，這些工藝改進(jìn)仍難以完全解決中間區(qū)域的貧液?jiǎn)栴}；調(diào)整電解液配方則是另一種常見的解決策略，通過改變電解液的成分、濃度、添加劑種類及含量等，可以影響電解液的物理化學(xué)性質(zhì)，如粘度、表面張力、潤濕性等，從而提高電解液在極片上的浸潤性和分布均勻性，然而，這種方法同樣面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)殡娊庖旱呐浞叫枰骖櫠喾N性能要求，如電池的能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性等，因此往往難以在解決貧液?jiǎn)栴}的同時(shí)不犧牲其他性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，黑斑析鋰是在鋰離子電池的極片上形成的黑色斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)主要是由于在充放電過程中，鋰離子在貧液區(qū)域異常沉積而形成的。該貧液區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)在極片的中間區(qū)域。之所以存在貧液區(qū)域是由于在該區(qū)域電解液未能充分浸潤或分布，這會(huì)導(dǎo)致鋰離子在充放電過程中無法正常遷移，進(jìn)而引發(fā)黑斑析鋰問題。

2、本發(fā)明提供了一種隔膜，通過控制隔膜中陶瓷層顆粒的吸液能力，優(yōu)化隔膜中電解液的分布，改善極片中間區(qū)域的貧液?jiǎn)栴}，從而減少黑斑析鋰的發(fā)生，提高鋰離子電池的循環(huán)性能和安全性。有鑒于此，本發(fā)明的發(fā)明人提出了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種隔膜，所述隔膜包括基材、位于所述基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層以及位于所述基材表面和/或位于所述陶瓷層表面的涂膠層，所述陶瓷層包括第一陶瓷層和第二陶瓷層，所述第一陶瓷層位于所述基材表面的中間區(qū)域，所述第二陶瓷層位于所述基材表面的邊緣區(qū)域或位于所述第一陶瓷層的表面及所述基材的表面的邊緣區(qū)域，所述第一陶瓷層的吸液率＞所述第二陶瓷層的吸液率。

4、本發(fā)明第二方面提供了一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括本發(fā)明第一方面所述的隔膜。

5、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下優(yōu)勢(shì)：

6、本發(fā)明通過控制隔膜中陶瓷層的吸液量使第一陶瓷層的吸液量＞所述第二陶瓷層的吸液量，能夠顯著改善電解液在極片(其中，極片包括正極片和負(fù)極片，以下將正極片和負(fù)極片統(tǒng)稱為極片)上的分布，使電解液在極片上的分布更加均勻，特別是在極片的中間區(qū)域，從而確保鋰離子在充放電過程中能夠?qū)崿F(xiàn)有效遷移，提升鋰離子電池的充放電效率，降低黑斑析鋰現(xiàn)象的發(fā)生，降低鋰離子電池內(nèi)部短路的風(fēng)險(xiǎn)，提高鋰離子電池的安全性能，減少電池在長期使用過程中的性能衰減，提升鋰離子電池的循環(huán)性能，延長鋰離子電池的使用壽命，此外，還能夠降低電池的維護(hù)成本和更換頻率，從而為用戶節(jié)約費(fèi)用。

7、綜上所述，本發(fā)明通過優(yōu)化隔膜陶瓷層的吸液能力，改善了電解液在極片上的分布，減少了黑斑析鋰，從而提升鋰離子電池的循環(huán)性能和安全性，進(jìn)而延長了鋰離子電池的使用壽命以及潛在的節(jié)約了成本。

8、本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

9、在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

技術(shù)特征：

1.一種隔膜，其特征在于，所述隔膜包括基材、位于所述基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層以及位于所述基材表面和/或位于所述陶瓷層表面的涂膠層，所述陶瓷層包括第一陶瓷層和第二陶瓷層，所述第一陶瓷層位于所述基材表面的中間區(qū)域，所述第二陶瓷層位于所述基材表面的邊緣區(qū)域或位于所述第一陶瓷層的表面及所述基材的表面的邊緣區(qū)域，所述第一陶瓷層的吸液率＞所述第二陶瓷層的吸液率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述第一陶瓷層的寬度為w1，單位為μm，所述基材的寬度為w2，單位為μm，則所述隔膜滿足如下關(guān)系式：w1≥w2/2；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述第一陶瓷層在所述基材表面形成的投影為規(guī)則圖形或不規(guī)則圖形；優(yōu)選地，所述第一陶瓷層在所述基材表面形成的投影為方形、條紋形、圓形、橢圓形、多邊形或不規(guī)則形狀；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其中，所述第一陶瓷層包括第一陶瓷顆粒，所述第二陶瓷層包括第二陶瓷顆粒，所述第一陶瓷顆粒的吸液率＞所述第二陶瓷的吸液率；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的隔膜，其中，所述第一陶瓷層的孔隙率＞所述第二陶瓷層的孔隙率；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔膜，其中，所述第一陶瓷層的厚度為h1，單位為μm，所述第二陶瓷層的厚度為h2，單位為μm，則所述隔膜滿足如下關(guān)系式：a＝h1×d1×bet1，b＝h2×d2×bet2，則0.5≤b/a≤11；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔膜，其中，h2≥h1；

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的隔膜，其中，所述涂膠層在所述陶瓷層或所述基材垂直投影方向上的覆蓋率為c％，所述涂膠層的厚度為h4，單位為μm，則所述隔膜滿足如下關(guān)系式：0＜{w2×(c×h4)}/(h1×w1)≤14；

9.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的隔膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池包括電解液，所述電解液包括二氟乙酸乙酯，以所述電解液的總重量為基準(zhǔn)，所述二氟乙酸乙酯的重量含量為ewt％，則所述鋰離子電池滿足如下關(guān)系式：0.001≤k1×e/k2≤0.9。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋰離子電池，其中，ewt％為0.1wt％-10wt％，優(yōu)選為3％wt％-6％wt％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隔膜以及包括該隔膜的鋰離子電池。隔膜包括基材、位于基材一側(cè)或兩側(cè)表面的陶瓷層以及位于基材表面和/或位于陶瓷層表面的涂膠層，陶瓷層包括第一陶瓷層和第二陶瓷層，第一陶瓷層位于基材表面的中間區(qū)域，第二陶瓷層位于基材表面的邊緣區(qū)域或位于第一陶瓷層的表面及基材的表面的邊緣區(qū)域，第一陶瓷層的吸液率＞第二陶瓷層的吸液率。本發(fā)明的隔膜能夠優(yōu)化電解液的分布，提高鋰離子電池的循環(huán)性能和安全性能。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鑒冬涌,周泳康,石萌,王鈺,任大偉,陳秀梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海冠宇電池股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30