隔離膜及鋰離子二次電池的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種隔離膜及鋰離子二次電池。
【背景技術】
[0002] 鋰離子二次電池自商業化以來，由于其具有能量密度高、工作電壓高、無記憶效 應、循環壽命長、對環境無污染等諸多優點而被廣泛用作各種移動設備的電源，從而迅速進 入了大規模的實用階段。
[0003] 隨著各種便攜式電子設備的多功能化和精細化，對鋰離子二次電池的能量密度提 出了更高的要求，而鋰離子二次電池的能量密度的提高對其安全性能提出了更高的要求。 當鋰離子二次電池在使用過程中受到撞擊、穿釘、側面擠壓等濫用時，正極片和負極片會發 生短路從而大量放熱，當熱量積累到一定程度后，鋰離子二次電池就存在燃燒爆炸的風險。
[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能的鋰離子二次電池。

【發明內容】

[0005] 鑒于【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提供一種隔離膜及鋰離子二次電 池，其能有效提高鋰離子二次電池受到撞擊、穿釘、側面擠壓等濫用后的通過率，進而增加 鋰離子二次電池的安全性能，且尤其適用于高容量電池和高能量密度電池中。
[0006] 為了實現上述目的，在本發明的第一方面，本發明提供了一種隔離膜，所述隔離膜 橫向方向（TD)的斷裂延伸率與所述隔離膜橫向方向（TD)的機械強度的比值為1~60 ;所 述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率為150%~900%;所述隔離膜橫向方向（TD)的機械 強度為l〇kgf/cm2~500kgf/cm2。
[0007] 在本發明的第二方面，本發明提供了一種鋰離子二次電池，其包括：正極片；負極 片；隔離膜，間隔于正極片和負極片之間；以及電解液。其中，所述隔離膜為根據本發明第 一方面的隔離膜。
[0008] 本發明的有益效果如下：
[0009] 1.本發明的隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率高而機械強度低，因此當應用所 述隔離膜的鋰離子二次電池受到撞擊、穿釘、側面擠壓等濫用時，本發明的隔離膜能迅速延 伸展開，因此可防止因隔離膜的脆性撕裂引起的正負極片的直接接觸，進而有利于保護鋰 離子二次電池；
[0010] 2.由于本發明所采用的保護措施不涉及鋰離子二次電池的正極片、負極片以及電 解液，因此不會對鋰離子二次電池的電化學性能產生大的影響，因此本發明的技術方案尤 其適用于高容量電池和高能量密度電池中。
【具體實施方式】
[0011] 下面詳細說明根據本發明的隔離膜及鋰離子二次電池以及實施例、對比例及測試 結果。
[0012] 首先說明根據本發明第一方面的隔離膜。
[0013] 根據本發明第一方面的隔離膜，所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率與所述 隔離膜橫向方向（TD)的機械強度的比值為1~60;所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸 率為150%~900%;所述隔離膜橫向方向（TD)的機械強度為lOkgf/cm2~500kgf/cm2。
[0014] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸 率與所述隔離膜橫向方向（TD)的機械強度的比值的計算僅涉及數值的計算。舉例來說，所 述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率為200%，所述隔離膜橫向方向（TD)的機械強度為 200kgf/cm2,則所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率與所述隔離膜橫向方向（TD)的機 械強度的比值為1。
[0015] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸 率高而機械強度低，因此當應用所述隔離膜的鋰離子二次電池受到撞擊、穿釘、側面擠壓等 濫用時，本發明的隔離膜能迅速延伸展開，因此可防止因隔離膜的脆性撕裂引起的正負極 片的直接接觸，進而有利于保護鋰離子二次電池。此外，由于本發明所采用的保護措施不涉 及鋰離子二次電池的正極片、負極片以及電解液，因此不會對鋰離子二次電池的電化學性 能產生大的影響，因此本發明的技術方案尤其適用于高容量電池和高能量密度電池中。
[0016] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸 率與機械強度的比值可為4~35;所述隔離膜橫向方向（TD)的斷裂延伸率可為250%~ 600%;所述隔離膜橫向方向（TD)的機械強度可為10kgf/cm2~200kgf/cm2。在上述參數 下，隔離膜的斷裂延伸率和機械強度更優，其在受到較小的力的作用下就可迅速延伸展開。
[0017] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度 與所述隔離膜縱向方向（MD)的斷裂延伸率的比值可為1~18;所述隔離膜縱向方向（MD) 的斷裂延伸率可為55%~600%;所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度可為600kgf/cm2~ 3000kgf/cm2。
[0018] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，優選地，所述隔離膜縱向方向（MD)的機 械強度與所述隔離膜縱向方向（MD)的斷裂延伸率的比值可為1.6~8;所述隔離膜縱向 方向（MD)的斷裂延伸率可為200%~500%;所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度可為 800kgf/cm2 ~2000kgf/cm2。
[0019] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度 與所述隔離膜縱向方向（MD)的斷裂延伸率的比值的計算僅涉及數值的計算。舉例來說，所 述隔離膜縱向方向（MD)的斷裂延伸率為500%，所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度為 800kgf/cm2,則所述隔離膜縱向方向（MD)的機械強度與所述隔離膜縱向方向（MD)的斷裂 延伸率的比值為1.6。
[0020] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜可選自聚烯烴、聚酰亞胺、聚 氨酯、聚異氰酸酯中的至少一種。
[0021] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述聚烯烴可選自聚丙烯（PP)、聚乙烯 (PE)中的至少一種。
[0022] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜還可包括增韌劑。
[0023] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述增韌劑可選自乙丙橡膠。
[0024] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述隔離膜的表面可涂布有無機顆粒涂 層和/或有機顆粒涂層，以使隔離膜具有更強的耐熱性和抗穿刺性。
[0025] 在根據本發明第一方面所述的隔離膜中，所述無機顆粒涂層中的無機顆粒可選自 氧化錯、二氧化娃、二氧化鈦、二氧化鋪、碳酸媽、氧化媽、氧化鋅、氧化鎂、鈦酸鋪、鈦酸?丐、 鈦酸鋇、磷酸鋰、磷酸鈦鋰、磷酸鈦鋁鋰、氮化鋰、鈦酸鑭鋰中的至少一種；所述有機顆粒涂 層中的有機顆粒可選自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亞胺、丙 烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、 聚丙烯酸乙酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉中 的至少一種。
[0026] 其次說明根據本發明第二方面的鋰離子二次電池。
[0027] 根據本發明第二方面的鋰離子二次電池，包括：正極片；負極片；隔離膜，間隔于 正極片和負極片之間；以及電解液。其中，所述隔離膜為根據本發明第一方面的隔離膜。
[0028] 接下來說明根據本發明的隔離膜及鋰離子二次電池的實施例和對比例。
[0029] 實施例1
[0030] 1.鋰離子二次電池的負極片的制備
[0031] 將溶劑去離子水和增稠劑羧甲基纖維素鈉（CMC)加入到攪拌研磨機中，使其在真 空狀態下溶解完全，得到水性高分子溶液；再將導電劑導電炭黑加入到已經溶解好的水性 高分子溶液中，快速攪拌研磨至細度為5μm以下；之后再加入負極活性物質人造石墨，并 在真空條件下緩慢攪拌均勻；之后再加入粘結劑丁苯乳膠，并在真空條件緩慢攪拌均勻； 之后用150目不銹鋼篩網過濾即制得負極漿料，其中，負極漿料的固體含量為67%;隨后將 負極漿料均勻涂布在厚度為8μm的集流體銅箔的兩面，干燥后得到負極膜片，再用輥壓機 壓實，最后裁片、焊接極耳，即得到鋰離子二次電池的負極片。其中，負極活性物質、導電劑、 粘結劑、增稠劑的質量比為94. 5:1. 5:2:2。
[0032] 2.鋰離子二次電池的正極片的制備
[0033] 將溶劑N-甲基吡咯烷酮（NMP)和粘結劑聚偏氟乙烯（PVDF)加入到攪拌研磨機 中，使其在真空狀態下溶解完全，得到油性PVDF溶液；再將導電劑導電炭黑加入到已經溶 解好的油性PVDF溶液中，快速攪拌研磨至細度為5μm以下；之后再加入正極活性物質鈷酸 鋰（LiC〇02)，并在真空條件下攪拌均勻；之后用200目不銹鋼篩網過濾即制得正極漿料，其 中，正極漿料的固體含量為41% ;隨后將正極漿料均勻涂布在厚度為12μm的集流體鋁箔 的兩面，再用輥壓機將壓實，最后裁片、焊接極耳，即得到鋰離子二次電池的正極片。其中， 正極活性物質、粘結劑、導電劑的質量比為92:4:4。
[0034] 3.鋰離子二次電池的電解液的配制
[0035]將碳酸乙烯酯（EC)、碳酸丙烯酯（PC)和碳酸二甲酯（DMC)按體積比3:3:4配制成 非水有機溶劑，然后加入六氟磷酸鋰（LiPF6)作為鋰鹽，并使LiPF6的濃度為1M，