用于隔离膜的涂层组合物、复合隔离膜、电池单体、电池和用电设备的制作方法

本申请涉及锂电池，尤其涉及一种用于隔离膜的涂层组合物、复合隔离膜、电池单体、电池和用电设备。

背景技术：

1、电池单体具有工作性能可靠，以及无污染、无记忆效应等优点，因而被广泛应用。例如，随着环境保护问题日益受到重视，新能源汽车日益普及，动力型电池单体的需求将呈现爆发式增长。

2、随着电池应用范围越来越广泛，对电池安全性的要求越来越高。但是，电池单体中隔离膜的耐热性较差，导致安全性变差，需要对隔离膜的耐热性进行改善。

技术实现思路

1、本申请提供了一种用于隔离膜的涂层组合物、复合隔离膜、电池单体、电池和用电设备，能够提高隔离膜的耐热性。

2、第一方面，本申请提供了一种用于隔离膜的涂层组合物，包括：多孔酚醛树脂微球和粘结剂，其中，所述粘结剂和所述多孔酚醛树脂微球的质量比为1:1至1:20。

3、根据本申请，通过使用该涂层组合物可在基膜表面制备涂层以得到复合隔离膜，该涂层中主要以多孔酚醛树脂微球作为骨架，其具有良好的耐热性能，能够有效降低基膜的热收缩率，从而用于电池中可以防止电池在高温条件下隔离膜收缩导致的正负极接触引起的短路，提高电池单体的安全性。另外，其特殊的多孔结构，相较于一般涂层，对基膜的透气性无显著影响，由此得到的复合隔离膜具有良好的离子电导率，从而使电池单体在具有良好安全性的同时，具有较高的容量保持率。

4、在一些实施方式中，所述粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的至少一种。可以采用上述粘结剂使多孔酚醛树脂微球稳定结合在基膜表面，提高复合隔离膜的稳定性，由此可进一步提高其耐热性能。

5、在一些实施方式中，所述多孔酚醛树脂微球满足以下条件中的至少一者：1）所述多孔酚醛树脂微球的dv50粒径为0.1μm至5μm；2）所述多孔酚醛树脂微球的平均孔径为10nm至50nm；3）所述多孔酚醛树脂微球的比表面积为15m2/g至280m2/g；4）所述多孔酚醛树脂微球的总孔体积为0.700cm3/g至1.680cm3/g。此时得到的复合隔离膜的耐热性能或透气性更好，更有利于提高使用该复合隔离膜的电池单体的安全性以及容量保持率。

6、在一些实施方式中，所述多孔酚醛树脂微球满足以下条件中的至少一者：1）所述多孔酚醛树脂微球的dv50粒径为0.12μm至2μm；2）所述多孔酚醛树脂微球的平均孔径为15nm至40nm；3）所述多孔酚醛树脂微球的比表面积为60m2/g至265m2/g；4）所述多孔酚醛树脂微球的总孔体积为0.910cm3/g至1.560cm3/g。此时得到的复合隔离膜的耐热性能或透气性更好，更有利于提高使用该复合隔离膜的电池单体的安全性以及容量保持率。

7、在一些实施方式中，所述多孔酚醛树脂微球由酚类化合物和醛类化合物在催化量的酚醛缩聚反应催化剂和致孔量的致孔剂存在的条件下，在溶剂中反应得到。可以通过选择不同的酚类化合物和醛类化合物得到不同种类的多孔酚醛树脂微球，另外还可以控制反应条件得到不同粒径、孔径、比表面积或总孔体积的多孔酚醛树脂微球，具有高度的可设计性，由此根据实际需要得到合适的多孔酚醛树脂微球。

8、在一些实施方式中，所述酚类化合物中的酚羟基和所述醛类化合物中的醛基的摩尔数比为1:1.1至1:1.6。此时得到的多孔酚醛树脂微球的分散度更好，有利于得到性质稳定的多孔酚醛树脂微球，保证涂层组合物形成的涂层性能更加稳定。

9、在一些实施方式中，所述酚类化合物包括苯酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、甲酚、腰果酚中的至少一种；所述醛类化合物包括甲醛和/或多聚甲醛；所述酚醛缩聚反应催化剂为碱性物质，包括氢氧化钠、氨水、三乙胺、氢氧化钡、苯胺中的至少一种；所述致孔剂包括甲苯、乙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛脂、十八醇中的至少一种。制备多孔酚醛树脂微球的原料便宜易得，且种类较多，可以根据实际需要进行选择，适合于工业化生产。

10、第二方面，本申请提供了一种复合隔离膜，包括：基膜，和设置在所述基膜至少一个表面上的由根据第一方面任一实施方式所述的涂层组合物形成的涂层。

11、根据本申请，该复合隔离膜包括第一方面任一实施方式所述的涂层组合物形成的涂层，因此可以理解的是，该复合隔离膜具有第一方面的有益效果。

12、在一些实施方式中，所述涂层的面密度为0.1g/m2至5g/m2。此时复合隔离膜的耐热性以及透气性更好，从而可以使电池单体具有更好的安全性和容量保持率。

13、在一些实施方式中，所述复合隔离膜满足：1.25≤d/d≤62.5，其中，d为所述多孔酚醛树脂微球的dv50粒径，d为所述基膜的平均孔径。此时可以在保证复合隔离膜的耐热性以及透气性的同时，降低涂层的厚度，从而可以提高电池单体的能量密度。

14、在一些实施方式中，所述复合隔离膜满足：1.5≤d/d≤25。此时可以在保证复合隔离膜的耐热性以及透气性的同时，进一步降低涂层的厚度，可使电池单体的能量密度进一步提高。

15、第三方面，本申请提供了一种电池单体，包括第二方面任一实施方式所述的复合隔离膜。

16、根据本申请，该电池单体中包括第二方面任一实施方式所述的复合隔离膜，因此可以理解的是，该电池单体具有第二方面的有益效果。

17、第四方面，本申请提供了一种电池，包括第三方面任一实施方式所述的电池单体。

18、第五方面，本申请提供了一种用电装置，包括第三方面任一实施方式所述的电池单体或第四方面任一实施方式所述的电池中的至少一种。

19、本申请通过提供一种涂层组合物，该涂层组合物可在基膜表面制备涂层以得到复合隔离膜，该复合隔离膜具有良好的耐热性和透气性，由此可得到具有良好安全性和较高容量保持率的电池单体。

技术特征：

1.一种用于隔离膜的涂层组合物，其特征在于，包括：多孔酚醛树脂微球和粘结剂，

2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述多孔酚醛树脂微球满足以下条件中的至少一者：

4.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述多孔酚醛树脂微球满足以下条件中的至少一者：

5.根据权利要求1至4任一项所述的涂层组合物，其特征在于，所述多孔酚醛树脂微球由酚类化合物和醛类化合物在催化量的酚醛缩聚反应催化剂和致孔量的致孔剂存在的条件下，在溶剂中反应得到。

6.根据权利要求5所述的涂层组合物，其特征在于，所述酚类化合物中的酚羟基和所述醛类化合物中的醛基的摩尔数比为1:1.1至1:1.6。

7.根据权利要求5所述的涂层组合物，其特征在于，所述酚类化合物包括苯酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、甲酚、腰果酚中的至少一种；

8.一种复合隔离膜，其特征在于，包括：基膜，和

9.根据权利要求8所述的复合隔离膜，其特征在于，所述涂层的面密度为0.1g/m2至5g/m2。

10.根据权利要求8所述的复合隔离膜，其特征在于，所述复合隔离膜满足：1.25≤d/d≤62.5，

11.根据权利要求10所述的复合隔离膜，其特征在于，所述复合隔离膜满足：1.5≤d/d≤25。

12.一种电池单体，其特征在于，包括权利要求8至11任一项所述的复合隔离膜。

13.一种电池，其特征在于，包括权利要求12所述的电池单体。

14.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求12所述的电池单体或权利要求13所述的电池中的至少一种。

技术总结
本申请提供了一种用于隔离膜的涂层组合物、复合隔离膜、电池单体、电池和用电设备，该用于隔离膜的涂层组合物，包括：多孔酚醛树脂微球和粘结剂，其中，所述粘结剂和所述多孔酚醛树脂微球的质量比为1:1至1:20。通过使用该涂层组合物可在基膜表面制备涂层以得到复合隔离膜，能够有效降低基膜的热收缩率，提高电池单体的安全性；另外，对基膜的透气性无显著影响，由此得到的复合隔离膜具有良好的离子电导率，从而使电池单体在具有良好安全性的同时，具有较高的容量保持率。

技术研发人员：李雷,郑义,康海杨,孙成栋,陈美煌,赖润豪
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13