一种二次电池和电子装置的制作方法

本技术涉及电化学，特别是涉及一种二次电池和电子装置。

背景技术：

1、二次电池，如锂离子电池，其具有比能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。

2、随着锂离子电池对能量密度（ed）和快充的性能要求越来越高，锂离子电池的设计也越来越极限，目前大多使用高电压正极和快充石墨来提升ed和快充性能。但高电压正极和快充石墨因为稳定性和耐热性差，到一定温度后会与电解液反应加剧，产生大量热，隔膜不能及时有效地闭孔，响应速度慢，无法阻止离子传输、热量和物质在正负极的扩散，影响锂离子电池的热安全性能。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种二次电池和电子装置，以提高二次电池的热安全性能。具体技术方案如下：

2、需要说明的是，本技术的
技术实现要素：
中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本技术，但是本技术的二次电池并不仅限于锂离子电池。

3、本技术的第一方面提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜包括基膜和设置在所述基膜至少一个表面上的涂层，所述涂层包含涂层材料，所述涂层在温度大于或等于90℃时可熔融流动；单面所述涂层的涂布重量为cw g/m2，所述涂层材料的密度为ρ g/cm3，所述基膜的孔隙率为p%，所述基膜的厚度为h μm，50%≤cw/(ρ×p×h)×100%≤120%；在本技术的一些实施方案中，55%≤cw/(ρ×p×h)×100%≤100%。其中，0.9≤ρ≤1.05，20≤p≤50，3≤h≤10。另外进一步的，0.5≤cw≤2。本技术提供的二次电池包括具有上述特征的隔膜，并将cw/(ρ×p×h)×100%、ρ、p、h的值调控的上述范围内，在二次电池处于热失控的条件下时，满足上述密度范围的涂层材料适配上满足上述孔隙率范围及上述厚度范围的基膜，基膜表面的涂层会具有合适的流动性，该涂层协同基膜能够使隔膜实现快速闭孔，并抑制二次电池热失控的发生，从而提升二次电池的热安全性能。通过进一步调控cw的值，也可以有效改善二次电池的热安全性能。同时，在二次电池正常工作的情况下基本不影响二次电池的其它性能，例如动力学性能和能量密度等。

4、在本技术的一些实施方案中，所述涂层的闭孔温度t1为110℃至130℃。通过调控涂层的闭孔温度在上述范围内，涂层可以在二次电池存在热失控的风险时熔融并快速填充基膜的孔隙，实现好的闭孔效果，提升高温下隔膜的热关断性能，阻止锂离子的传输，以及热量和物质在正极极片和负极极片之间的扩散，抑制二次电池热失控，进一步提高二次电池的热安全性能。

5、在本技术的一些实施方案中，所述隔膜在120℃下放置20min后，所述涂层熔融后覆盖所述基膜的面积占比大于或等于80%。面积占比在上述范围内，说明涂层熔融后能基本覆盖基膜表面，从而涂层可以在二次电池存在热失控的风险时填充基膜表面的大部分孔隙，实现好的闭孔效果，提升高温下隔膜的热关断性能，阻止锂离子的传输，以及热量和物质在正极极片和负极极片之间的扩散，抑制二次电池热失控，进一步提高二次电池的热安全性能。

6、在本技术的一些实施方案中，所述隔膜的闭孔温度t0为132℃至142℃，所述基膜的闭孔温度为t2，3℃≤t2-t0≤10℃。通过调控隔膜的闭孔温度t0以及基膜的闭孔温度与隔膜的闭孔温度的差值在上述范围内，能够使低闭孔涂层先发生熔融流动，堵住基膜的孔隙，能够达到好的闭孔效果，提升高温下隔膜的热关断性能，阻止锂离子的传输，以及热量和物质在正极极片和负极极片之间的扩散，抑制二次电池热失控，从而进一步提高二次电池的热安全性能。

7、在本技术的一些实施方案中，135℃≤t2≤150℃。通过调控基膜的闭孔温度在上述范围内，在二次电池存在热失控的风险时，一方面基膜可以自行闭孔，另一方面涂层可以也可以填充基膜的孔隙，实现更好的闭孔效果，进一步提升高温下隔膜的热关断性能，阻止锂离子的传输，以及热量和物质在正极极片和负极极片之间的扩散，抑制二次电池热失控，进一步提高二次电池的热安全性能。

8、在本技术的一些实施方案中，所述涂层材料满足以下特征中的至少一者：

9、（1）熔点tm为95℃至125℃；

10、（2）熔融指数mfr为12g/10min至60g/10min。

11、涂层材料满足以上特征中的至少一者，能够进一步提高二次电池的热安全性能。

12、在本技术的一些实施方案中，所述涂层材料包括聚乙烯蜡或核壳结构微球中的至少一种；所述核壳结构微球包括核材料和壳材料，所述壳材料与所述核材料的玻璃化转变温度之差为1.2℃至10℃，所述核材料包括聚乙烯蜡、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸甲酯中的至少一种，所述壳材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸中的至少一种。通过选择上述涂层材料，能够得到闭孔温度t1为110℃至130℃的涂层，从而协同基膜在二次电池存在热失控的风险时实现好的闭孔效果，提升高温下隔膜的热关断性能，阻止锂离子的传输，以及热量和物质在正极极片和负极极片之间的扩散，抑制二次电池热失控，进一步提高二次电池的热安全性能。

13、在本技术的一些实施方案中，所述涂层材料的平均粒径d为0.2μm至1.5μm。通过调控涂层材料的平均粒径d在上述范围内，涂层具有合适的厚度，在提高二次电池热安全性能的同时对其能量密度影响较小。

14、在本技术的一些实施方案中，所述隔膜的穿刺强度与所述隔膜的厚度的比值为f/h ，所述比值的单位为gf/μm，40gf/μm≤f/h≤150gf/μm。隔膜的穿刺强度与隔膜的厚度的比值在上述范围内，说明隔膜还具有良好的抗穿刺性能，从而在提高二次电池的热安全性能的同时，二次电池还具有良好的机械安全性能。

15、在本技术的一些实施方案中，所述隔膜满足以下特征中的至少一者：

16、（1）所述基膜包括聚乙烯基膜、聚丙烯基膜、聚乙烯/聚丙稀混合膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合基膜、聚偏二氟乙烯基膜中的至少一种；

17、（2）所述涂层还包括涂层粘结剂，所述涂层材料与所述涂层粘结剂的质量比为(85至97):(3至15)，所述涂层粘结剂包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯乳液、聚丙烯酸锂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、丁苯橡胶或聚偏二氟乙烯中的至少一种；

18、（3）所述隔膜还包括陶瓷涂层，所述涂层设置于所述基膜的一个表面且所述涂层朝向所述正极极片，所述陶瓷涂层设置于所述基膜的另一个表面且所述陶瓷涂层朝向所述负极极片。

19、隔膜满足以上特征中的至少一者，能够进一步提高二次电池的热安全性能。

20、本技术的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。

21、本技术的有益效果：

22、本技术提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜包括基膜和设置在基膜至少一个表面上的涂层，涂层包含涂层材料，涂层在温度大于或等于90℃时可熔融流动，单面涂层的涂布重量为cw g/m2，涂层材料的密度为ρ g/cm3，基膜的孔隙率为p%，基膜的厚度为h μm，50%≤cw/(ρ×p×h)×100%≤120%；其中，0.9≤ρ≤1.05，20≤p≤50，3≤h≤10。本技术提供的二次电池中的隔膜包含上述特征，能够提高二次电池的热安全性能。

23、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。