一种带夹层锂电池隔膜及锂电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种带夹层锂电池隔膜及锂电池。


背景技术：

2.隔膜是锂电池四大关键材料之一，主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外隔膜还具有能使电解质离子通过的功能，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
3.现有锂电池行业广泛应用的pp/pe/pp 三层复合隔膜，随着锂电池的使用，锂电池内部会生长锂枝晶，由于锂枝晶呈针状，锂枝晶的生长不仅导致电池容量降低，同时还有可能会穿破隔膜，严重的还会发生内部短路，影响锂电池的使用安全性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带夹层锂电池隔膜及锂电池，能够防止锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路，提高锂电池的使用安全性，解决了现有锂电池隔膜易刺破损坏的问题。
5.为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面提供一种带夹层锂电池隔膜，包括中间基层和位于所述中间基层两侧的上膜层和下膜层，所述上膜层和所述下膜层相背离的一侧均设有芳纶1414层，所述上膜层和下膜层上设有透气孔，所述上膜层上的所述透气孔沿所述上膜层的厚度方向曲折延伸，所述下膜层上的所述透气孔沿所述下膜层的厚度方向曲折延伸。
6.可选的，所述上膜层为pe膜或pp膜，所述下膜层为pe膜或pp膜。
7.可选的，所述中间基层为勃姆石层，且所述勃姆石层两侧涂覆有陶瓷浆料。
8.可选的，所述勃姆石层的厚度为0.8～1μm。
9.可选的，所述芳纶1414层芳纶的直径在(20～ 30)nm之间，克重在(1.5～2.0)g/ m2之间。
10.可选的，所述芳纶1414层外侧设有凹凸结构，所述凹凸结构包括所述芳纶1414层外壁内凹形成的凹槽和外突形成的凸起，且所述凹槽和所述凸起间隔设置。
11.根据本实用新型的另一方面，提供一种锂电池，其使用了上述的一种带夹层锂电池隔膜。
12.与现有技术相比，本实用新型提供了一种带夹层锂电池隔膜及锂电池，具备以下有益效果：
13.1.本实用新型通过在上膜层和下膜层上设置沿厚度方向曲折延伸的透气孔，透气孔可以储存大量的电解液，增大电池的容量，同时，曲折的透气孔相比直通的透气孔，可以抑制锂枝晶的生长，防止锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路，提高锂电池的使用安全性；
14.2.本实用新型通过设置勃姆石层材质的中间基层，并且勃姆石层两侧涂覆陶瓷浆
料，利用勃姆石层重量较轻的优点，降低了电池中隔膜的重量，同时，还能提升隔膜热安全性和电池的抗机械能力；
15.3.本实用新型通过在上膜层和下膜层相背离的一侧均设有芳纶1414层，可有效的增加隔膜的强度，使电池受到外力撞击时，隔膜不易损坏。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图中：1、中间基层；2、上膜层；3、下膜层；4、透气孔；5、芳纶1414层；50、凹凸结构。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.实施例：请参阅图1，根据本实施例的一个方面，提供一种带夹层锂电池隔膜，包括中间基层1和位于中间基层1两侧的上膜层2和下膜层3，上膜层2和下膜层3相背离的一侧均设有芳纶1414层5，上膜层2和下膜层3上设有透气孔4，上膜层2上的透气孔4沿上膜层2的厚度方向曲折延伸，下膜层3上的透气孔4沿下膜层3的厚度方向曲折延伸，上膜层2和下膜层3上设置的透气孔4可以储存大量的电解液，增大电池的容量，同时，由于透气孔4为曲折延伸的通道，可以抑制锂枝晶的生长，防止锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路。
20.在上述实施例的基础之上，本实施例的上膜层2为pe膜或pp膜，下膜层3为pe膜或pp膜，其中，上膜层2的厚度优选为2～3微米，下膜层3的厚度优选为2～3微米。
21.在上述实施例的基础之上，本实施例的中间基层1为勃姆石层，且勃姆石层两侧涂覆有陶瓷浆料，其中，勃姆石层的厚度为0.8～1μm，由于勃姆石层重量较传统的氧化铝陶瓷轻，从而能降低电池中隔膜的重量，同时，还能提升隔膜热安全性和电池的抗机械能力。
22.在上述实施例的基础之上，本实施例的芳纶1414层5芳纶的直径在(20～ 30)nm之间，克重在(1.5～2.0)g/ m2之间，由于芳纶1414层5的化学稳定性好，强度好，且耐高电压， 将其设置在隔膜的外侧，可以增加隔膜的强度，但是由于芳纶 1414的价格较贵，所以可将其厚度设在(1～2)μm之间， 并将芳纶1414层5中的芳纶的直径设置在(20～ 30)nm之间，在减少成本的情况下实现较好的效果。
23.在上述实施例的基础之上，本实施例的芳纶1414层5外侧设有凹凸结构50，凹凸结构50包括芳纶1414层5外壁内凹形成的凹槽和外突形成的凸起，且凹槽和凸起间隔设置，凹凸结构50的设置，增加了芳纶1414层5与电解质溶液的接触面积，也就是隔膜与电解质溶液的接触面积，使锂电池隔膜吸液能力得以提高，从而提高锂电池的充放电性能。
24.根据本实施例的另一个方面，提供一种锂电池，其使用了上述的一种带夹层锂电池隔膜。
25.工作原理：锂电池在使用期间，其内部电解液中的离子可自由通过隔膜，位于隔膜最外层的芳纶1414层5起到了增加隔膜强度的作用，同时具有化学稳定性好和耐高压等优点，不易损坏，起到了保护隔膜内层材料的作用，由于锂电池内部的隔膜上容易生长针状的
锂枝晶，为了在保证隔膜的透气性的同时，防止隔膜被刺破，在隔膜的上膜层2和下膜层3上设有曲折结构的透气孔4，利用曲折的透气孔4限制锂枝晶的生长，可以避免隔膜被刺破，防止电池内部短路，提高电池使用的安全性，将隔膜的中间基层1采用勃姆石层，由于勃姆石层的重量轻，可有效的降低电池中隔膜的重量，同时提升隔膜热安全性和电池的抗机械能力。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：包括中间基层(1)和位于所述中间基层(1)两侧的上膜层(2)和下膜层(3)，所述上膜层(2)和所述下膜层(3)相背离的一侧均设有芳纶1414层(5)，所述上膜层(2)和下膜层(3)上设有透气孔(4)，所述上膜层(2)上的所述透气孔(4)沿所述上膜层(2)的厚度方向曲折延伸，所述下膜层(3)上的所述透气孔(4)沿所述下膜层(3)的厚度方向曲折延伸。2.根据权利要求1所述的一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：所述上膜层(2)为pe膜或pp膜，所述下膜层(3)为pe膜或pp膜。3.根据权利要求1所述的一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：所述中间基层(1)为勃姆石层，且所述勃姆石层两侧涂覆有陶瓷浆料。4.根据权利要求3所述的一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：所述勃姆石层的厚度为0.8～1μm。5.根据权利要求1所述的一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：所述芳纶1414层(5)芳纶的直径在(20～ 30)nm之间，克重在(1.5～2.0)g/ m2之间。6.根据权利要求4所述的一种带夹层锂电池隔膜，其特征在于：所述芳纶1414层(5)外侧设有凹凸结构(50)，所述凹凸结构(50)包括所述芳纶1414层(5)外壁内凹形成的凹槽和外突形成的凸起，且所述凹槽和所述凸起间隔设置。7.一种锂电池，其特征在于，其使用了权利要求1至6中任意一项所述的一种带夹层锂电池隔膜。

技术总结
本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种带夹层锂电池隔膜及锂电池，包括中间基层和位于中间基层两侧的上膜层和下膜层，上膜层和下膜层相背离的一侧均设有芳纶1414层，上膜层和下膜层上设有透气孔，上膜层上的透气孔沿上膜层的厚度方向曲折延伸，下膜层上的透气孔沿下膜层的厚度方向曲折延伸。本实用新型通过在上膜层和下膜层上设置沿厚度方向曲折延伸的透气孔，透气孔可以储存大量的电解液，增大电池的容量，同时，曲折的透气孔相比直通的透气孔，可以抑制锂枝晶的生长，防止锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路，提高锂电池的使用安全性。提高锂电池的使用安全性。提高锂电池的使用安全性。


技术研发人员：杨波 卢智超 刘金传
受保护的技术使用者：天津凯普瑞特新能源科技有限公司
技术研发日：2022.04.24
技术公布日：2022/12/16