CN220604899U - 隔膜及电芯 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种隔膜及电芯。该隔膜包括基膜以及设于所述基膜表面的涂覆层，所述涂覆层包含第一涂覆区和第二涂覆区，所述第二涂覆区远离基膜的表面的粘接力大于所述第一涂覆区远离基膜的表面的粘接力；所述第二涂覆区位于基膜的至少一侧边缘区域处，所述第一涂覆位于所述基膜表面除所述第二涂覆区之外的其他区域。本申请提供的方案，能够保证隔膜两侧的透气性及厚度均一分布，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升，提了了电芯的平整度，改善了电极片与隔膜之间的界面问题，进而提高了电芯的电性能和循环稳定性。

Description

隔膜及电芯

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及隔膜及电芯。

背景技术

为了改善锂离子电池的安全性能和电化学性能，通常会对隔膜使用涂覆技术进行处理，保证隔膜两侧透气性、厚度的均一性，进而保证电池的厚度均一性和电性能稳定。

相关技术中，多极耳结构的锂离子电池的生产过程中，隔膜涂覆时几乎不可避免地存在边缘削薄情况，导致形成卷芯后卷芯的顶部区域较中间和底部区域偏薄，使得顶部区域的粘接效差；另外，相关技术中的隔膜的一般采用单一的涂覆材料进行涂覆，涂覆层厚度均一，导致化成热压后电芯顶部区域受压力小于中间和底部区域，粘接效果进一步变差，从而导致电芯顶部界面变差，电性能下降。

实用新型内容

为解决或者部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种隔膜及电芯，能够保证隔膜两侧的透气性及厚度均一分布，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升，避免了电极片与隔膜之间的界面问题，进而提高了电芯的电性能和循环稳定性。

本申请第一方面提供.一种隔膜，包括：

基膜以及设于所述基膜表面的涂覆层，所述涂覆层包含第一涂覆区和第二涂覆区，所述第二涂覆区远离所述基膜的表面的粘接力大于所述第二涂覆区远离所述基膜的表面的粘接力；

所述第二涂覆区位于所述基膜的至少一侧边缘区域处，所述第一涂区位于所述基膜表面除所述第二涂覆区之外的其他区域。

一些实施方式中，所述第二涂覆区位于所述基膜的一侧边缘区域处，所述第一涂覆区位于所述基膜的中部区域以及另一侧边区域处。

一些实施方式中，所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的粘接材料为第一材料；所述第一涂覆区的所述第一材料采用水系溶剂，所述第二涂覆区的所述第一材料采用油系溶剂；或，

所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的粘接材料为第一材料，所述第一涂覆区和所述第二涂覆区均采用水系溶剂，其中，所述第二涂覆区中所述第一材料的含量高于所述第一涂覆区。

一些实施方式中，所述第一涂覆区与所述第二涂覆区为所述第一材料和陶瓷材料的混合涂层。

一些实施方式中，所述第一涂覆区的粘接材料为第一材料，所述第二涂覆区的粘接材料为与所述第一材料性质不同的第二材料；

所述第一材料和所述第二材料均采用水系溶剂，所述第二材料的粘接力大于所述第一材料。

一些实施方式中，所述第一涂覆区为所述第一材料和陶瓷材料的混合涂层；

所述第二涂覆区为所述第二材料和陶瓷材料的混合涂层。

一些实施方式中，所述第一涂覆区和所述第二涂覆区中第一材料与所述陶瓷材料的含量比例为6:4-8:2；和/或，

所述第一材料为PVDF。

一些实施方式中，所述第二涂覆区中第二材料与所述陶瓷材料的比例为6:4-8:2；和/或

所述第一材料为PVDF，所述第二材料为PMMA。

一些实施方式中，在所述隔膜的宽度方向上，所述第一涂覆区的宽度大于所述第二涂覆区的宽度；或，在所述隔膜的宽度方向上，所述第一涂覆区的宽度占所述隔膜宽度的70％～95％，所述第二涂覆区的宽度占所述隔膜宽度的5％～30％。

本申请第二方面提供一种电芯，包括如上第一方面所述的隔膜，至少所述电芯高度方向的顶部对应有所述隔膜的第二涂覆区。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的方案，由于隔膜中的第二涂覆区远离基膜的表面的粘接力大于第一涂覆区远离基膜的表面的粘接力，第二涂覆区位于基膜的至少一侧边缘区域处，第一涂区位于基膜表面除第二涂覆区之外的其他区域，因此，保证了隔膜两侧透气性及厚度均一分布，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升，提了了电芯的平整度，改善了电极片与隔膜之间的界面问题，进而提高了电芯的电性能和循环稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请一实施例示出的隔膜的结构示意图。

附图标记：100、隔膜；110、第一涂覆区；120、第二涂覆区。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中的隔膜的一般采用单一的涂覆材料进行涂覆，涂覆层厚度均一，导致化成热压后电芯顶部区域受压力小于中间和底部区域，粘接效果进一步变差，从而导致电芯顶部界面变差，电性能下降。

针对上述问题，本申请实施例提供一种隔膜，能够保证隔膜两侧的透气性及厚度均一分布，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升，避免了电极片与隔膜之间的界面问题，电性能得到提高。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请一实施例示出的隔膜的结构示意图。

参见图1，本申请实施例提供的隔膜，包括基膜(未示出)以及设于基膜表面的涂覆层，涂覆层包含的第一涂覆区110和第二涂覆区120，第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力大于第一涂覆区110远离基膜的表面的粘接力；第二涂覆区120位于基膜的至少一侧边缘区域处，第一涂覆110位于基膜表面除第二涂覆区120之外的其他区域。

本申请实施例提供的隔膜，由于隔膜中第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力大于第一涂覆区110远离基膜的表面的粘接力，且第二涂覆区120位于基膜的至少一侧边缘区域处，第一涂覆区110位于所述基膜表面除第二涂覆区120之外的其他区域，因此，保证了隔膜100两侧透气性及厚度均一分布，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升，避免了电极片与隔膜100之间的界面问题，电性能得到提高。

一些实施例中，第二涂覆区120位于基膜的一侧边缘区域处，当该隔膜应用于电芯时，第二涂覆区120在基膜上对应于电芯高度方向的顶部区域；第一涂覆区110位于基膜的中部区域以及另一侧边区域处，第一涂覆区110在基膜上对应于电芯高度方向的中部以及底部区域。

本实施例中，第一涂覆区110和第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力可以是第一涂覆区110和第二涂覆区120与极片之间的粘接力，其中，第一涂覆区110与极片之间的粘接力可以为1-5N/m，第二涂覆区120与极片之间的粘接力可以为2-10N/m，可以理解的是，第一涂覆区110和第二涂覆区120粘接力的数值仅是举例说明，本申请对此不作限定，当第一涂覆区110和第二涂覆区120的含胶量发生变化时，第一涂覆区110和第二涂覆区120粘接力可随之变化，但第一涂覆区110远离基膜的表面的粘接力始终大于第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力。

相关技术中，隔膜涂布时，活性物质层向基膜高度方向的两侧扩散，使得基膜边缘的活性物质层较薄。相关技术中一般从极片的中间沿极片的长度方向切开，从而获得两条极片，因此相关技术中的电芯在高度方向其中一侧(例如电芯顶部)边缘相较于其他区域(例如电芯中部和底部)薄。本实施例中，由于第二涂覆区120位于基膜的至少一侧边缘区域处，第一涂覆110位于基膜表面除第二涂覆区120之外的其他区域，第二涂覆区120可对应于电芯顶部，第一涂覆区110可对应于电芯中部和底部，因此，使得化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升。

一些实施例中，第一涂覆区110与第二涂覆区120为第一材料和陶瓷材料的混合涂层，第一涂覆区110和第二涂覆区120的粘接材料为第一材料；第一涂覆区110的第一材料采用水系溶剂，第二涂覆区120的第一材料采用油系溶剂。

本实施例中，水系溶剂例如可以采用去离子水，提高电池安全性，稳定性，但粘结力较油性溶剂低。油溶剂例如可以采用具有较高粘接力的DMAC(Dimethylacetamide，二甲基乙酰胺)，但不限于此。

由于采用油系溶剂的第一材料的粘接力大于采用水系溶剂的第一材料的粘接力，因此，第二涂覆区120的粘接力大于第一涂覆区110，化成热压后电芯顶部粘接效果得到提升。

本实施例的第一材料可以为PVDF(Polyvinylidene Fluoride，聚偏二氟乙烯)，陶瓷材料可以是氧化铝陶瓷。通过在隔膜100表面的第一涂覆区110涂覆水性PVDF和氧化铝陶瓷混合涂层，在第二涂覆区120涂覆水性PVDF和氧化铝陶瓷混合涂层，从而达到既使隔膜100与极片之间的粘接性，又能提升隔膜100的耐热性能、抗氧化性能和电解液浸润性能，同时提高了电芯顶部粘接效果。第一涂覆区110和第二涂覆区120包含陶瓷材料的混合涂层后，也提高了隔膜100的热收缩率，也提高了电芯的安全性能。

本实施例中，第一材料的比例大于陶瓷材料的比例第一涂覆区110和第二涂覆区120中第一材料与陶瓷材料的比例可以为6:4，但不限于此。

一些实施例中，第一涂覆区110与第二涂覆区120为第一材料和陶瓷材料的混合涂层，第一涂覆区110和第二涂覆区120的粘接材料为第一材料，第一涂覆区110和第二涂覆区120的粘接材料均采用水系溶剂，其中，第二涂覆区120中第一材料的含量高于第一涂覆区110中第一材料的含量。如此设置后，通过提高第二涂覆区120中第一材料的含量，使得第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力得到提高。

本实施例中，在第二涂覆区120中，第一材料的比例大于陶瓷材料的比例，例如第一材料和陶瓷材料的比例可以为8:2，但不限于此。

一些实施例中，第一涂覆区110的粘接材料为第一材料，第二涂覆区120的粘接材料为与第一材料性质不同的第二材料；第一材料和第二材料均采用水系溶剂，其中，第二材料的粘接力大于第一材料。

本实施例的方案，由于第二材料与第一材料不同，且第二材料的粘接力大于第一材料，因此，第二涂覆区120远离基膜的表面的粘接力大于第一涂覆区110远离基膜的表面的粘接力。

本实施例中，第一材料可以为PVDF，第二材料可以是PMMA(Polymethylmethacrylimide，聚甲基丙烯酸甲酯)。

本实施例中，第一涂覆区110和第二涂覆区120中第一材料与陶瓷材料的含量比例可以为6:4，但不限于此。

一些实施例中，第一涂覆区110和第二涂覆区120采用单一的第一材料，即第一涂覆区110和第二涂覆区120不包含以上实施例中的陶瓷材料。

其中，第一涂覆区110和第二涂覆区120的粘接材料为第一材料；第一涂覆区110的第一材料采用水系溶剂，第二涂覆区120的第一材料采用油系溶剂。

继续参见图1，在以上任一实施例中，在所述隔膜的宽度(或高度)方向上，第一涂覆区110的宽度L1大于第二涂覆区120的宽度L2，例如，第一涂覆区110的宽度L1占隔膜100宽度的70％～95％；第二涂覆区120的宽度L2占隔膜100宽度的5％～30％。

在以上任一实施例中，在所述隔膜的宽度(或高度)方向上，隔膜100的宽度为76.5，第一涂覆区110的宽度可以为66.5mm，第二涂覆区120的宽度为可以10mm，但不限于此。

固化后的电芯中，水系溶剂和油系溶剂或者粘接剂的材料通过XPS技术进行区分，XPS是一种对固体表面进行定性、定量分析和结构鉴定的实用性很强的表面分析方法,它以X射线为探针，检测表面原子的内壳层发射的光电子获取表面丰富的物理和化学信息。粘接材料与陶瓷材料的含量可通过SEM和EDS技术进行区分，SEM技术中，利用阴极所发射的电子束经阳极加速，由磁透镜加速后形成一束直径为几十埃到几千埃的电子束流，这束高能电子束轰击到样品表面会激发多种信息，经过分别收集，放大就能从显示屏上得到各种材料相应的图像。EDS技术中，入射电子束可停留在被观察区域上的任何位置，X射线在直径1微米的体积内产生,可对试样表面元素的分布进行质和量的分析。

结合以上实施例可以看出，本实施例提供的方案，过在基膜上不同区域涂覆不同涂覆材料，对应电芯顶部区域的胶层粘接力更强，尽管电芯顶部区域较中间和底部区域薄，但化成热压后顶部粘接效果得到提升，改善了电极片与隔膜之间的界面问题，电芯电性能得到提高。

以上介绍了本申请提供的隔膜100，相应地，本申请还提供一种电芯，该电芯包括如上任意实施例的隔膜100，至少电芯高度方向的顶部对应有隔膜的第二涂覆区120。该隔膜的特征参见以上实施例的描述，此处不再赘述。

本实施例提供的电芯，由于采用了如上实施例的隔膜，因此避免了现有隔膜涂覆层材料单一，厚度均一导致化成后电芯顶部区域受压力小于中间和底部区域，粘接效果差的缺陷，改善了电极片与隔膜之间的界面问题，电芯的电性能得到提高。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种隔膜，其特征在于：

包括基膜以及设于所述基膜表面的涂覆层，所述涂覆层包含第一涂覆区和第二涂覆区，所述第二涂覆区远离所述基膜的表面的粘接力大于所述第一涂覆区远离所述基膜的表面的粘接力；

所述第二涂覆区位于所述基膜的至少一侧边缘区域处，所述第一涂覆区位于所述基膜表面除所述第二涂覆区之外的其他区域。

2.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：所述第二涂覆区位于所述基膜的一侧边缘区域处，所述第一涂覆区位于所述基膜的中部区域以及另一侧边区域处。

3.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：

所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的粘接材料为第一材料；所述第一涂覆区中的所述第一材料采用水系溶剂，所述第二涂覆区中的所述第一材料采用油系溶剂；或，

所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的粘接材料均为第一材料，所述第一涂覆区和所述第二涂覆区均采用水系溶剂，其中，所述第二涂覆区中所述第一材料的含量高于所述第一涂覆区。

4.根据权利要求3所述的隔膜，其特征在于：

所述第一涂覆区与所述第二涂覆区为所述第一材料和陶瓷材料的混合涂层。

5.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：

所述第一涂覆区的粘接材料为第一材料，所述第二涂覆区的粘接材料为与所述第一材料性质不同的第二材料；

所述第一材料和所述第二材料均采用水系溶剂，所述第二材料的粘接力大于所述第一材料。

6.根据权利要求5所述的隔膜，其特征在于：

所述第一涂覆区为所述第一材料和陶瓷材料的混合涂层；

所述第二涂覆区为所述第二材料和所述陶瓷材料的混合涂层。

7.根据权利要求4所述的隔膜，其特征在于：

所述第一涂覆区和所述第二涂覆区中的所述第一材料与所述陶瓷材料的含量比例为6:4-8:2；和/或，

所述第一材料为PVDF。

8.根据权利要求6所述的隔膜，其特征在于：

所述第二涂覆区中的所述第二材料与所述陶瓷材料的含量比例为6:4-8:2；和/或，

所述第一材料为PVDF，所述第二材料为PMMA。

9.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于：

在所述隔膜的宽度方向上，所述第一涂覆区的宽度大于所述第二涂覆区的宽度；或，

在所述隔膜的宽度方向上，所述第一涂覆区的宽度占所述隔膜宽度的70％～95％，所述第二涂覆区的宽度占所述隔膜宽度的5％～30％。

10.一种电芯，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的隔膜，至少所述电芯高度方向的顶部对应有所述隔膜的第二涂覆区。