本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池用雙面粘接隔膜及鋰離子電池。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上具有粘接效果的隔膜主要有以下兩類：

1、溶劑為水系的pvdf，通過凹版印刷的方式均勻涂覆在基膜的一面或雙面；

2、溶劑為油系的pvdf，采用浸涂方式涂覆在基膜的雙面；

上述隔膜均存在一些問題。第一種，涂水系的pvdf隔膜與正極粘接效果差，正極容易掉粉，容易造成短路、脹氣，而且制作成的鋰離子電池循環(huán)性能不好，大倍率放電性能較差。第二種，涂油系pvdf的隔膜，由于采用浸涂方式，只能涂覆雙面，且靜電大，在電池制作過程中很容易吸附灰塵，一方面造成電池有安全隱患，卷芯容易短路，而且電池的循環(huán)性能不好，另一方面降低了合格率，增加制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種鋰離子電池用雙面粘接隔膜及鋰離子電池，降低了卷芯短路率，提高產(chǎn)品合格率，提高了鋰離子電池的大倍率放電性能、循環(huán)性能。

對(duì)此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鋰離子電池用雙面粘結(jié)隔膜，其包括基膜，所述基膜的一面涂覆有水系pvdf膠粘劑層或可與正極混料中粘結(jié)劑發(fā)生膠連反應(yīng)的物質(zhì)在內(nèi)的任何材質(zhì)涂層，所述基膜的另一面涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層。采用此技術(shù)方案，與正負(fù)極同時(shí)有粘接效果時(shí)，大幅提高的電芯硬度，增加客戶滿意度；同時(shí)降低了卷芯短路率，提高產(chǎn)品合格率，提高了鋰離子電池的大倍率放電性能、循環(huán)性能。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水系pvdf膠粘劑層的厚度為0.5～7μm。進(jìn)一步的，所述水系pvdf膠粘劑層的厚度為1～3μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層的厚度為0.5～7μm。進(jìn)一步的，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層的厚度為1～3μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水系pvdf膠粘劑層所采用的膠粘劑包含的活性組分為pvdf、al2o3，所述pvdf與al2o3的質(zhì)量比例為80:20～40:60，溶劑為水。采用此技術(shù)方案，在基膜的一面的水性pvdf膠粘劑入一定比例的陶瓷進(jìn)行混涂，減小靜電，方便過程制作，同時(shí)減少粉塵的吸附，有利于降低卷芯短路率，提高產(chǎn)品合格率。

進(jìn)一步的，所述pvdf與al2o3的質(zhì)量比例為65:35～50:50。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層采用的膠粘劑包含的活性組分為聚丙烯酸酯，溶劑為水。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聚丙烯酸酯為丙烯酸乙酯。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基膜的材質(zhì)為pp或pe。

本發(fā)明還公開了一種鋰離子電池，其包括正極、負(fù)極和如上所述的隔膜，所述正極與隔膜涂覆有水系pvdf膠粘劑層的一面相對(duì)，所述負(fù)極與隔膜涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層的一面相對(duì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述隔膜涂覆有水系pvdf膠粘劑層的一面與正極相對(duì)卷繞，待注液活化后將其放入模腔中對(duì)其先進(jìn)行熱壓，再進(jìn)行冷壓；熱壓時(shí)，上模溫度低于下模溫度，上模溫度為64～66℃，下模溫度為69～71℃，壓力為0.04mpa，時(shí)間5min；冷壓時(shí)，上下模溫度＜15℃，壓力為0.03～0.05mpa；時(shí)間5min。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述隔膜涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層的一面與負(fù)極相對(duì)卷繞，注液并活化后將其放入模腔中對(duì)其先進(jìn)行熱壓，再進(jìn)行冷壓；熱壓時(shí)，上模溫度低于下模溫度，上模溫度為67～69℃，下模溫度為70～72℃，壓力為0.04mpa，時(shí)間5min；冷壓時(shí)，上下模溫度＜15℃，壓力為0.03～0.05mpa；時(shí)間5min。

采用上述技術(shù)方案，隔膜一面涂層含pvdf，另外一面涂覆聚丙烯酸酯，兩者分別與正負(fù)極粘接時(shí)的溫度、壓力相差不大，只需一個(gè)工序便可實(shí)現(xiàn)正負(fù)極同時(shí)粘接，操作方便。而且經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，壓力差別0.01mpa，溫度差1min，粘接效果差別都比較大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

第一，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在a面加入一定比例的陶瓷進(jìn)行混涂，減小了靜電，方便過程制作，同時(shí)減少粉塵的吸附，降低卷芯短路率，提高產(chǎn)品合格率。

第二，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，電芯硬度明顯提升，隔膜的兩面分別與正、負(fù)極同時(shí)有粘接效果時(shí)，電芯硬度可大幅提高，脹氣比率大大減小，增加客戶滿意度。

第三，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提高了鋰離子電池的大倍率放電性能、循環(huán)性能，特別是在經(jīng)過300次以上的循環(huán)后，容量衰減小，仍維持很高的電池容量，使用壽命更長，更加可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的雙面粘接隔膜與正極和負(fù)極組裝時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的雙面粘接隔膜與正極和負(fù)極組裝后繞成卷芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明采用實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1～4的隔膜、相同的正負(fù)極體系下組裝成的鋰離子電池的硬度測(cè)試曲線。

圖5是本發(fā)明采用實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1～4的隔膜、相同的正負(fù)極體系下組裝成的鋰離子電池在1.5c倍率下的放電曲線，其中，x軸為1.5c/0.2c的容量比率。

圖6是本發(fā)明采用實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1～4的隔膜、相同的正負(fù)極體系下組裝成的鋰離子電池在室溫下0.5c的循環(huán)性能曲線。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種鋰離子電池用雙面粘接隔膜，其包括基膜1，所述基膜1一面涂覆有水系pvdf膠粘劑層2，形成隔膜的a面，所述基膜1的另一面涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層3，形成隔膜的b面。所述水系pvdf膠粘劑層2的厚度為0.5～2μm，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層3的厚度為0.5～2μm。

其中，所述水系pvdf膠粘劑層所采用的膠粘劑包含的活性組分為pvdf、al2o3，所述pvdf與al2o3的質(zhì)量比例為80：20，溶劑為水。所述聚丙烯酸酯膠粘劑層采用的膠粘劑包含的活性組分為100％聚丙烯酸酯，溶劑為水。所述基膜的材質(zhì)為pe。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述基膜的另一面涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層，形成隔膜的b面。所述水系pvdf膠粘劑層的厚度為1.0～3.0μm，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層的厚度為1.0～3.0μm。

其中，所述水系pvdf膠粘劑層所采用的膠粘劑包含的活性組分為pvdf、al2o3，所述pvdf與al2o3的質(zhì)量比例為40：60，溶劑為水。所述聚丙烯酸酯膠粘劑層采用的膠粘劑包含的活性組分為100％聚丙烯酸酯，溶劑為水。所述基膜的材質(zhì)為pe。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述基膜的另一面涂覆有聚丙烯酸酯膠粘劑層，形成隔膜的b面。所述水系pvdf膠粘劑層的厚度為1.0～3.0μm，所述聚丙烯酸酯膠粘劑層的厚度為1.0～3.0μm。

其中，所述水系pvdf膠粘劑層所采用的膠粘劑包含的活性組分為pvdf、al2o3，所述pvdf與al2o3的質(zhì)量比例為50：50，溶劑為水。所述聚丙烯酸酯膠粘劑層采用的膠粘劑包含的活性組分為100％聚丙烯酸酯，溶劑為水。所述丙烯酸酯為丙烯酸乙酯。所述基膜的材質(zhì)為pe。

實(shí)施例4

采用實(shí)施例1～實(shí)施例3的隔膜與相同成分的鈷酸鋰正極、碳負(fù)極組裝成鋰離子電池，如圖2和圖3所示，所述正極10與一隔膜的a面20相對(duì)，所述負(fù)極30與另一隔膜的b面40相對(duì)，然后進(jìn)行熱壓和冷壓。所述熱壓和冷壓具體步驟為：

按照如圖2的順序，將所述隔膜的a面20與正極10相對(duì)，b面40與負(fù)極30相對(duì)，然后卷繞成方形鋰離子電池，待注液活化后將其放入模腔中對(duì)其先進(jìn)行熱壓，再進(jìn)行冷壓；熱壓時(shí)，上模溫度低于下模溫度，上模溫度為65±2℃，下模溫度為70±2℃，壓力為0.04mpa，時(shí)間5min；冷壓時(shí)，上下模溫度＜15℃，壓力為0.03～0.05mpa；時(shí)間5min。

所述隔膜的b面經(jīng)與負(fù)極相對(duì)卷繞，注液活化后將其放入模腔中對(duì)其先進(jìn)行熱壓，再進(jìn)行冷壓；熱壓時(shí)，上模溫度低于下模溫度，上模溫度為68±2℃，下模溫度為72±2℃，壓力為0.04mpa，時(shí)間5min；冷壓時(shí)，上下模溫度＜15℃，壓力為0.03-0.05mpa；時(shí)間5min。

最后結(jié)構(gòu)如圖3所示，然后對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例1

采用基膜pe與正極、負(fù)極組裝成鋰離子電池，所述正極和負(fù)極與實(shí)施例4相同，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例2

對(duì)基膜pe的一面涂覆水系pvdf膠粘劑層，然后將其與正極正對(duì)，與負(fù)極一起組裝成鋰離子電池，負(fù)極對(duì)應(yīng)隔膜未涂覆的一面，所述正極和負(fù)極與實(shí)施例4相同，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例3

對(duì)基膜pe的一面涂覆丙烯酸類膠粘劑層，然后將其與負(fù)極正對(duì)，與正極一起組裝成鋰離子電池，正極對(duì)應(yīng)隔膜未涂覆的一面，所述正極和負(fù)極與實(shí)施例4相同，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例4

對(duì)基膜pe的兩面涂覆油性pvdf，然后與正極、負(fù)極一起組裝成鋰離子電池，所述正極和負(fù)極與實(shí)施例4相同，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1實(shí)施例1～實(shí)施例3和對(duì)比例1～對(duì)比例4的性能對(duì)比表

將實(shí)施例1～實(shí)施例3和對(duì)比例1～對(duì)比例4的隔膜與正負(fù)極組裝成的電芯進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用實(shí)施例1～實(shí)施例3的電芯硬度較對(duì)比例1～對(duì)比例4的硬度更高，如圖4所示。通過表1的數(shù)據(jù)可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，降低了卷芯短路率，降低了脹氣比例，提高了電池的大倍率放電性能、循環(huán)性能。

采用實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1～4的隔膜、相同的正負(fù)極體系下組裝成的電池在1.5c倍率下的放電曲線如圖5所示。采用實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1～4的隔膜、相同的正負(fù)極體系下組裝成的電池在室溫下0.5c的循環(huán)性能曲線如圖6所示?？梢?，采用本發(fā)明的技術(shù)方案的隔膜組裝的鋰離子電池，在高倍率放電和循環(huán)性能上與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有更好的電性能，在經(jīng)過300次以上的循環(huán)后，容量衰減小，仍維持很高的電池容量，使用壽命更長，更加可靠。

實(shí)施例5

在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，采用實(shí)施例1的隔膜與鈷酸鋰正極、碳負(fù)極組裝成鋰離子電池，采用不同的復(fù)合工藝，工藝參數(shù)詳見表2所示，不同工藝下的粘結(jié)效果對(duì)比也詳見表2。

表2不同熱壓工藝的粘結(jié)效果對(duì)比結(jié)果

從上表可見，采用方案1的熱壓工藝，隔膜與正極、負(fù)極的粘結(jié)效果最好。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。