本技術(shù)涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于快充的高安全性隔膜及其制備方法、鋰離子電池和用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著鋰離子電池對(duì)于能量密度提升和快充的需求越來迫切，越來越多的國(guó)內(nèi)隔膜廠家投入大量的研發(fā)資金開發(fā)適用于當(dāng)前電芯的鋰電池隔膜，為解決當(dāng)前的能量密度和快充問題，目前一線的隔膜廠家均達(dá)成共識(shí)，以鋰電池隔膜輕薄化為方向，更薄的隔膜大大縮短了鋰離子傳導(dǎo)的路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋰離子快速通過，同時(shí)為正負(fù)極預(yù)留更多的涂層厚度，兼顧更高的能量密度。

2、但現(xiàn)實(shí)的矛盾是，隨著隔膜的厚度越來越薄，雖然隔膜的動(dòng)力學(xué)更好，可滿足當(dāng)前的快速充放電的需求，但其也潛在較大的安全隱患：基膜的厚度越薄，其耐熱性越差，當(dāng)電芯進(jìn)行高倍率充放電時(shí)，電芯溫升較大，容易導(dǎo)致隔膜尺寸收縮，正負(fù)極直接接觸引發(fā)短路。

3、故在隔膜輕薄化技術(shù)方向上，是選擇高安全性還是快充性能，成為了魚和熊掌不可兼得的抉擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種適用于快充的高安全性隔膜及其制備方法、鋰離子電池和用電設(shè)備，以解決上述問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本技術(shù)第一方面提供一種適用于快充的高安全性隔膜，包括第一聚丙烯層、第二聚丙烯層、第三聚丙烯層；

3、所述第二聚丙烯層設(shè)置在所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層之間；

4、所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的厚度、熔融指數(shù)和結(jié)晶度各自獨(dú)立的低于所述第二聚丙烯層。

5、可選的，所述的適用于快充的高安全性隔膜滿足以下條件中的至少一個(gè)：

6、a.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的厚度各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的厚度的0.055倍-0.33倍；

7、b.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的熔融指數(shù)與所述第二聚丙烯層的熔融指數(shù)的比值各自獨(dú)立的為1：1.25-5；

8、c.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的結(jié)晶度與所述第二聚丙烯層的結(jié)晶度的比值各自獨(dú)立的為0.92-0.98：1。

9、可選的，所述的適用于快充的高安全性隔膜滿足以下條件中的至少一個(gè)：

10、a.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的厚度各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的厚度的0.08-0.25倍；

11、b.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的熔融指數(shù)與所述第二聚丙烯層的熔融指數(shù)的比值各自獨(dú)立的為1：2-4；

12、c.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的結(jié)晶度與所述第二聚丙烯層的結(jié)晶度的比值各自獨(dú)立的為0.95-0.97：1。

13、可選的，所述的適用于快充的高安全性隔膜滿足以下條件中的至少一個(gè)：

14、a.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的微孔平均半徑各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的微孔平均半徑的0.5倍-0.93倍；

15、b.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的孔隙率各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的孔隙率的為0.6倍-0.95倍；

16、c.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的表層孔隙率各自獨(dú)立的為35％-50％；

17、d.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的孔徑各自獨(dú)立的為20nm-50nm。

18、可選的，所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的微孔平均半徑各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的微孔平均半徑的0.7倍-0.9倍。

19、可選的，所述的適用于快充的高安全性隔膜滿足以下條件中的至少一個(gè)：

20、a.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的孔隙率各自獨(dú)立的為所述第二聚丙烯層的孔隙率的為0.8倍-0.95倍；

21、b.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的表層孔隙率各自獨(dú)立的為38％-46％；

22、c.所述第一聚丙烯層和所述第三聚丙烯層的孔徑各自獨(dú)立的為20nm-35nm。

23、本技術(shù)第二方面提供一種所述的適用于快充的高安全性隔膜的制備方法，包括：

24、將第一聚丙烯層材料、第二聚丙烯層材料和第三聚丙烯層材料進(jìn)行熔融擠出，得到復(fù)合多層流延膜；

25、將所述復(fù)合多層流延膜進(jìn)行熱處理、拉伸得到適用于快充的高安全性隔膜。

26、可選的，所述的適用于快充的高安全性隔膜的制備方法滿足以下條件中的至少一個(gè)：

27、a.所述熱處理的溫度為130℃-155℃，時(shí)間為0.5h-3h；

28、b.所述拉伸包括依次進(jìn)行的冷拉、熱拉、熱定型；

29、所述冷拉的溫度為70℃-95℃，速比為1.02-1.1；

30、所述熱拉的溫度為130℃-148℃，速比為1.9-2.2；

31、所述熱定型的溫度為153℃-160℃，速比為0.9-0.97。

32、本技術(shù)第三方面提供一種鋰離子電池，包括所述的適用于快充的高安全性隔膜或者由所述的適用于快充的高安全性隔膜的制備方法制備得到的所述的適用于快充的高安全性隔膜。

33、本技術(shù)第四方面提供一種用電設(shè)備，包括所述的鋰離子電池。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果包括：

35、本技術(shù)提供的適用于快充的高安全性隔膜，通過設(shè)置三層聚丙烯層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層與表層的不同熔融指數(shù)、結(jié)晶度和厚度的限定，兼顧隔膜的高安全性和快充性能；其中，通過第一聚丙烯層和第三聚丙烯層的熔融指數(shù)低于第二聚丙烯層，實(shí)現(xiàn)外層的低熔融指數(shù)特性，以達(dá)到表層具有更高的熔點(diǎn)和分子量，使得隔膜具有更高破膜溫度和機(jī)械強(qiáng)度，增大隔膜的安全性；通過第一聚丙烯層和第三聚丙烯層的結(jié)晶度低于第二聚丙烯層，實(shí)現(xiàn)芯層具有更高的孔隙率和更大的微孔結(jié)構(gòu)，寬闊而豐富的微孔通道可實(shí)現(xiàn)鋰離子的快速傳導(dǎo)，賦予電芯更好的快充能力，具有更低的膜面阻抗；通過第一聚丙烯層和第三聚丙烯層的厚度低于第二聚丙烯層，在保證隔膜表層具有較好的抗穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的前提下，減少鋰離子在微孔數(shù)量相對(duì)較少和微孔較小的第一聚丙烯層和第三聚丙烯層中傳輸行程，達(dá)到快充效果。

36、本技術(shù)提供的適用于快充的高安全性隔膜的制備方法，首先，第二聚丙烯層選用具有高結(jié)晶度和高熔融指數(shù)的聚丙烯材料，該材料高溫熔融后具有極好的加工流動(dòng)性，成膜后片晶也更為厚而長(zhǎng)，故而在同等高倍率拉伸下，芯層可形成更高的孔隙率和更大的微孔結(jié)構(gòu)，寬闊而豐富的微孔通道可實(shí)現(xiàn)鋰離子的快速傳導(dǎo)，賦予電芯更好的快充能力，具有更低的膜面阻抗；其次，第一聚丙烯層和第三聚丙烯層這兩個(gè)表層選用低熔融指數(shù)和低結(jié)晶度的材料，該材料的低熔融指數(shù)決定了芯層具有更高的熔點(diǎn)和分子量，賦予了隔膜更高破膜溫度和機(jī)械強(qiáng)度；同時(shí)該材料熔融后流動(dòng)性和熔融退火后的結(jié)晶能力均較差，由于低熔融指數(shù)聚丙烯材料的分子量更高，具有更高的結(jié)晶能，成膜后片晶厚度較薄而短，故在相同熱處理溫度和倍率下拉伸，表層形成的孔隙率略低于常規(guī)水平，高分子量的聚丙烯材料的抗拉伸能力更強(qiáng)，故片晶分離程度較低，拉伸后形成較小的微孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有利于防止內(nèi)部大孔徑存在的自放電風(fēng)險(xiǎn)。

37、本技術(shù)提供的鋰離子電池，使用該快充的高安全性隔膜，抗針刺強(qiáng)度高，當(dāng)發(fā)生電池撞擊或者是電池內(nèi)部出現(xiàn)鋰枝晶或者鈉枝晶時(shí)，可以預(yù)防隔膜穿刺引起正負(fù)極材料短路升溫，故電芯具有高安全性。同時(shí)隔膜的特性賦予了電池高倍率充放電的性能。

38、本技術(shù)提供的用電設(shè)備，搭載本技術(shù)提供的鋰離子電池，可在短時(shí)間內(nèi)輸出或者輸入較大的電流和電量，滿足高倍率的應(yīng)用場(chǎng)景。