本發(fā)明涉及電池，特別涉及隔膜、二次電池和裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，鋰離子電池因具有比能量密度高、循環(huán)性能穩(wěn)定好等特點，被廣泛應(yīng)用在電動車中。電動車的安全性能是消費者關(guān)注的重點，特別是各種電動車自燃或者因事故導(dǎo)致燃燒的報道，讓消費者對電動車的安全還是心存顧慮。而電池的阻燃性能直接影響電動車的安全性能，因此，改善電池的阻燃性能，以提高電動汽車的安全性能，甚至達到永不起火的本征安全，是解決消費者對電動車安全焦慮的關(guān)鍵。

2、因此，目前的隔膜、二次電池和裝置仍有待改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池在過充、高溫、內(nèi)短路(比如針刺)等異常狀態(tài)下，正極材料高溫下分解產(chǎn)生的活性氧和氧氣與電解液和負(fù)極發(fā)生強烈的氧化還原反應(yīng)，釋放大量的熱，引發(fā)電芯劇烈升溫，并進一步引起電解液、隔膜等燃燒，導(dǎo)致電芯發(fā)生熱失控，單體電芯熱失控起火，容易造成熱蔓延引發(fā)整個模組電芯起火，從而造成電動車爆炸、火災(zāi)等事故。為了解決上述問題，可以通過對電芯材料進行阻燃改性，從電芯內(nèi)部材料進行熱失控防御工作，例如增加正極材料、負(fù)極材料、電解液等材料的阻燃性能。然而，正極材料、負(fù)極材料、電解液的阻燃性能的增加，往往會伴隨電芯的電化學(xué)性能的下降，例如，使用阻燃電解液雖然可以大幅度縮短火焰燃燒時間，但是阻燃電解液同樣會大幅度增加電池內(nèi)阻和降低電池循環(huán)性能。相比而言，通過對隔膜進行阻燃改性，進而提升二次電池的循環(huán)壽命和安全性能，更加便捷，高效及成本友好。因此，為了緩解或解決上述提及問題中至少一個，本申請?zhí)峁┝艘环N隔膜和二次電池，通過控制隔膜中基膜的厚度與阻燃層的總厚度的比值、阻燃顆粒的d50與阻燃層的總厚度的比值，能夠使得所形成的隔膜本體不燃，實現(xiàn)離火自熄的效果，浸泡電解液后，可以縮短燃燒時間，在電芯失控起火時，能夠快速熄滅火焰，減少燃燒時間，改善電芯的阻燃性能，進而改善利用該隔膜的二次電池的阻燃性能。

2、本發(fā)明第一方面提供一種隔膜，該隔膜包括：基膜；阻燃層，所述阻燃層設(shè)置在所述基膜的表面上，所述阻燃層包括阻燃顆粒；其中，所述基膜的厚度與所述阻燃層的總厚度的比值為1～4；所述阻燃顆粒的d50與所述阻燃層的總厚度的比值為0.1～1。

3、在一些實施例中，所述基膜的厚度與所述阻燃層的總厚度的比值為2～3。

4、在一些實施例中，所述阻燃顆粒的d50與所述阻燃層的總厚度的比值為0.3～0.75。

5、在一些實施例中，所述阻燃顆粒包括溴系阻燃劑、溴系阻燃劑和含銻氧化物的組合物、磷系阻燃劑和無機阻燃劑中的至少一種；其中，所述溴系阻燃劑包括十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、八溴醚和四溴雙酚a中的至少一種；所述含銻氧化物包括三氧化二銻、五氧化二銻中的至少一種；所述磷系阻燃劑包括聚磷酸銨、磷-氮復(fù)合阻燃劑、磷-氮-硫復(fù)合阻燃劑、紅磷中的至少一種；所述無機阻燃劑包括氫氧化鋁和氫氧化鎂中的至少一種。

6、在一些實施例中，所述阻燃顆粒包括所述溴系阻燃劑和所述三氧化二銻。

7、在一些實施例中，所述溴系阻燃劑與所述三氧化二銻的質(zhì)量比為(2～4)：1。

8、在一些實施例中，基于所述阻燃層的總質(zhì)量，所述阻燃顆粒的質(zhì)量百分含量為90％～97％。

9、在一些實施例中，所述基膜的厚度為5μm～20μm。

10、在一些實施例中，所述阻燃層的總厚度為1μm～10μm。

11、在一些實施例中，所述阻燃顆粒的d50為0.5μm～10μm。

12、在一些實施例中，所述基膜的厚度為7μm～9μm。

13、在一些實施例中，所述阻燃層的總厚度為2μm～5μm。

14、在一些實施例中，所述阻燃顆粒的d50為0.5μm～3μm。

15、在一些實施例中，所述阻燃層還包括：第一粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑包括丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚偏氟乙烯中的至少一種；

16、在一些實施例中，基于所述阻燃層的總質(zhì)量，所述第一粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量為2％～7％。

17、在一些實施例中，所述阻燃層還包括：助劑，所述助劑包括增稠劑、分散劑和潤濕劑中的至少一種；其中，所述增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、明膠和海藻酸鈉中的至少一種；所述分散劑包括聚丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、六偏磷酸鈉、聚乙二醇、聚乙二醇醚和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種；所述潤濕劑包括硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、全氟烷基磺酸鈉、氟碳類潤濕劑、聚氧化乙烯醚、十二烷基硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉中的至少一種。

18、在一些實施例中，基于所述阻燃層的總質(zhì)量，所述增稠劑的質(zhì)量百分含量為0.5％～1.5％，所述分散劑的質(zhì)量百分含量為0.3％～1％，所述潤濕劑的質(zhì)量百分含量為0.06％～0.5％。

19、在一些實施例中，所述基膜的一側(cè)表面上設(shè)置有所述阻燃層且相對的另一側(cè)表面上設(shè)置有無機層，或所述基膜的相對兩側(cè)表面上均設(shè)置有所述阻燃層。

20、在一些實施例中，所述基膜的孔隙率為30％～70％。

21、在一些實施例中，所述基膜包括聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合膜、聚丙烯、聚酰亞胺、芳綸和聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。

22、在一些實施例中，所述無機層包括無機顆粒和第二粘結(jié)劑；所述無機顆粒包括氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣和硫酸鋇中的至少一種；所述第二粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一種。

23、本發(fā)明第二方面提供一種二次電池，該二次電池包括正極極片、負(fù)極極片、電解液和上述的隔膜。

24、與傳統(tǒng)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

25、本發(fā)明經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，通過控制隔膜中基膜的厚度與阻燃層的總厚度的比值、阻燃顆粒的d50與阻燃層的總厚度的比值，能夠使得所形成的隔膜本體不燃，實現(xiàn)離火自熄的效果，浸泡電解液后，可以縮短燃燒時間，在電芯失控起火時，能夠快速熄滅火焰，減少燃燒時間，改善電芯的阻燃性能，進而改善電池的阻燃性能。同時，上述基膜的厚度與阻燃層的總厚度的比值、阻燃顆粒的d50與阻燃層的總厚度的比值之間具有良好的協(xié)同效應(yīng)，一方面，所形成的隔膜不僅具有優(yōu)異的阻燃性能和透氣值，并且，該隔膜對電解液的浸潤性好，有利于提高電池的電化學(xué)性能；另一方面，上述協(xié)同效應(yīng)提高了隔膜的熱收縮性能，避免因隔膜熱收縮性能差造成電芯內(nèi)部短路所引起的電芯熱失控，進一步提升安全性能?；谝陨细纳?，本申請利用上述隔膜的二次電池具有以下優(yōu)點的至少之一：優(yōu)異的循環(huán)性能、循環(huán)壽命以及安全性能。

技術(shù)特征：

1.一種隔膜，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度與所述阻燃層的總厚度的比值為2～3；和/或

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃顆粒包括溴系阻燃劑、溴系阻燃劑和含銻氧化物的組合物、磷系阻燃劑和無機阻燃劑中的至少一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃顆粒包括所述溴系阻燃劑和所述三氧化二銻；

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度為5μm～20μm；可選地，所述基膜的厚度為7μm～9μm；和/或

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃層還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的一側(cè)表面上設(shè)置有所述阻燃層且相對的另一側(cè)表面上設(shè)置有無機層，或所述基膜的相對兩側(cè)表面上均設(shè)置有所述阻燃層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔膜，其特征在于，所述基膜的孔隙率為30％～70％；和/或

9.一種二次電池，其特征在于，包括正極極片、負(fù)極極片、電解液和如權(quán)利要求1～8任一項所述的隔膜。

10.一種裝置，其特征在于，所述裝置包括權(quán)利要求9所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種、二次電池和裝置。所述隔膜包括：基膜；阻燃層，所述阻燃層設(shè)置在所述基膜的至少一側(cè)的表面上，所述阻燃層包括阻燃顆粒；其中，所述基膜的厚度與所述阻燃層的總厚度的比值為1～4；所述阻燃顆粒的D50與所述阻燃層的總厚度的比值為0.1～1。由此，通過控制隔膜中基膜的厚度與阻燃層的總厚度的比值、阻燃顆粒的D50與阻燃層的總厚度的比值，能夠使得所形成的隔膜本體不燃，實現(xiàn)離火自熄的效果，浸泡電解液后，可以縮短燃燒時間，在電芯失控起火時，能夠快速熄滅火焰，減少燃燒時間，改善電芯的阻燃性能，進而改善利用該隔膜的二次電池的阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：徐龍彬
受保護的技術(shù)使用者：蔚來電池科技（安徽）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2