隔膜和电化学装置

技术领域

本发明涉及电化学装置技术领域，具体涉及隔膜和电化学装置。

背景技术

锂离子电池相对于其他二次的电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优势，所以，自面世以来即受到市场的广泛认可和应用。锂离子电池通常是由正负极材料、隔膜和电解液组成，其中隔膜作为正负极材料之间的阻隔材料，其主要的作用是阻止正负极直接接触及正负极间的电子传输，同时能够让电解质液体中的离子通过隔膜到达正负极。

现有技术通常通过对隔膜表面设置涂层以提升隔膜的性能，例如在隔膜上涂覆无机层，提高热稳定性，同时在隔膜上涂覆有机粘接层，从而提高隔膜与极片之间的粘接力。但是现有的有机粘接层虽然溶胀程度小，但粘接力弱；或者在锂离子电池内受电解液溶胀程度很大，但极片与隔膜界面间的粘接力快速降低，导致锂离子电池在反复充放电后隔膜与极片粘接力不断削弱，影响锂离子电池的长期使用稳定性。

因此，亟需发明一种具有更好的粘接性能的同时，在电池内溶胀程度低，粘接力持久稳定的隔膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的隔膜在电解液中溶胀程度小但粘结力弱，或者溶胀程度大但在反复充放电后隔膜与极片粘结力不断降低，使电池长期使用稳定性降低的问题，提供一种隔膜和电化学装置。本发明的隔膜在电解液中溶胀程度低，粘结力强且持久稳定，能够降低电池的厚度膨胀率，提高电池的循环性能，尤其是长循环性能。

本发明的发明人发现，降低隔膜在电解液中的溶胀程度，提高隔膜的粘结力及其持久稳定性，能够降低电池的厚度膨胀率，提高电池的循环性能，尤其是长循环性能。

一方面，为了降低隔膜在电解液中的溶胀程度，提高隔膜的粘结力及其持久稳定性，可以通过具有特定结构的隔膜，使隔膜在电解液中的溶胀程度降低，同时提高隔膜的粘结力且使较强的粘结力持久稳定。

另一方面，为了降低隔膜在电解液中的溶胀程度，提高隔膜的粘结力及其持久稳定性，可以通过具有特定面密度的涂层的隔膜与特定组分含量的电解液相互配合，使隔膜在电解液中的溶胀程度降低，同时提高隔膜的粘结力且使较强的粘结力持久稳定。

为了实现上述发明目的，本发明第一方面提供了一种用于锂离子电池的隔膜，所述隔膜包括载体层、位于所述载体层一侧或两侧表面的聚合物层；所述聚合物层包括聚合物A和聚合物B，所述聚合物A为包括第一单体和第二单体的共聚物，所述聚合物B为包括第三单体的共聚物或均聚物，所述聚合物A的重量与所述聚合物B的重量之比为(0.1-9):1。

本发明第二方面提供了一种电化学装置，该电化学装置包括本发明第一方面所述的隔膜。

本发明第三方面提供了一种电化学装置，该电化学装置包括隔膜、电解液、正极片和负极片，所述电解液包括丙酸乙酯，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量为SC；所述隔膜包括载体层、位于所述载体层一侧或两侧表面的聚合物层，所述聚合物层的面密度为CW，则所述电化学装置满足如下关系式：0.4≤SC/CW≤6。

通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

(1)本发明的隔膜在电解液中溶胀程度低；

(2)本发明的隔膜粘结力强且持久稳定；

(3)本发明的电化学装置厚度膨胀率低；

(4)本发明的电化学装置循环性能好，尤其是长循环性能好。

本发明的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1所示为本发明电池隔膜示意图。

附图标记如下：

10载体层，11基材，12耐热层；20聚合物层，21聚合物A，22聚合物B。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。

本发明第一方面提供了一种用于锂离子电池的隔膜，所述隔膜包括载体层、位于所述载体层一侧或两侧表面的聚合物层；所述聚合物层包括聚合物A和聚合物B，所述聚合物A为包括第一单体和第二单体的共聚物，所述聚合物B为包括第三单体的共聚物或均聚物，所述聚合物A的重量与所述聚合物B的重量之比为(0.1-9):1。

如图1所示，所述隔膜可以包括载体层10、位于所述载体层10一侧或两侧表面的聚合物层20。具有上述特定结构的隔膜，既可提高隔膜的热稳定性，保证隔膜具有良好的耐热性能，又可提高隔膜与极片之间的粘接力。

所述聚合物层20可以包括聚合物A21和聚合物B22。

聚合物A在电解液中的溶胀程度较低，可以降低聚合物层在电解液中的溶胀，聚合物B的离子导通性较好，可以提高聚合物层的离子导通性，包括聚物A和聚合物B的聚合物层，在使隔膜与极片之间具有优良的粘结力的同时，还能够降低隔膜在电解液中的溶胀程度，提高隔膜的粘结性及其持久稳定性，提高隔膜的离子导通性，从而降低电池的厚度膨胀率，提高电池的循环性能。

所述聚合物A可以为包括第一单体和第二单体的共聚物。

所述聚合物B可以为包括第三单体的共聚物或均聚物。

所述聚合物A的重量与所述聚合物B的重量之比可以为(0.1-9):1(例如，0.1:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1)。

上述具有特定结构的隔膜，通过对聚合物层中聚合物A和聚合物B限定，可以使隔膜具有较低的溶胀和较高的离子导通性，通过对聚合物层中包括聚合物A和聚合物B的限定可以提高隔膜的粘结性并且持久稳定，通过对聚合物层中聚合物A和聚合物B重量之比的限定，可以使隔膜的粘结性和离子导通性实现较好的适配，从而提高隔膜的综合性能，因此具有上述特定结构的隔膜，能够使隔膜的溶胀程度降低，提高隔膜的粘结力和持久稳定性，提供隔膜的离子导通性。

在本发明中，通过上述特定结构的隔膜，已经能够使隔膜实现比现有技术更低的溶胀，更强的粘结力和更长的持久稳定性，从而使电池实现厚度膨胀率低，循环性能好，尤其是长循环性能好的效果。为了进一步提高效果，可以对其中一个或多个技术特征做进一步优选。

在一实例中，在聚合物层中所述聚合物A的重量与所述聚合物B的重量之比为(0.25-1):1。将聚合物层中聚合物A的重量与聚合物B的重量之比限定在上述特定范围时，可以使隔膜的粘结性和离子导通性实现更好的适配，使隔膜的粘结性和离子导通性综合性能进一步提高。

在一实例中，所述第一单体包括乙烯、丙烯和丁烯中的一种或多种。

在一实例中，所述第二单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯、丙烯腈、异戊二烯、环氧乙烷、环氧丙烷和醋酸乙烯酯中的一种或多种。

根据一种具体的实施方式，丙烯酸酯包括其同系物的酯类。例如，丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。该聚合物A的第二单体种类可增加聚合物A的粘结性。

在一实例中，所述第一单体包括乙烯、丙烯和丁烯中的一种或多种，且所述第二单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯、丙烯腈、异戊二烯、环氧乙烷、环氧丙烷和醋酸乙烯酯中的一种或多种。通过上述特定第一单体和第二单体形成的聚合物A，可以使聚合物层的溶胀程度降低，粘结性提升，从而可以提高隔膜的粘结性且使隔膜的粘结性持久且稳定，进而降低电池的厚度膨胀率，提高电池的循环性能，尤其是长循环性能。

根据一种具体的实施方式，聚合物A中，所述第一单体和第二单体的摩尔比为(0.5-99):1(例如，0.5:1、1:1、5:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、99:1)。将第一单体和第二单体的摩尔比限定在上述特定范围时，能够降低隔膜的溶胀程度，提升隔膜的粘结性。

在一实例中，聚合物A中，所述第一单体和第二单体的摩尔比为(5-90):1。

根据一种具体的实施方式，聚合物A包括聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚丙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

在一实例中，所述第三单体包括偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、氯乙烯、丁二烯和丙烯腈中的一种或多种。

根据一种具体的实施方式，聚合物B包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一种。

在一实例中，所述第一单体包括乙烯、丙烯和丁烯中的一种或多种；且所述第二单体包括丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯、丙烯腈、异戊二烯、环氧乙烷、环氧丙烷和醋酸乙烯酯中的一种或多种；且所述第三单体包括偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、氯乙烯、丁二烯和丙烯腈中的一种或多种。由于选用的第一单体、第二单体、第三单体与隔膜基材具有较强的相似性、极片中使用的粘结剂具有较强的相似性，使得本发明的隔膜中聚合物层与基材层之间具有较强的粘接力，同时还能与极片中的粘结剂具有很好的相容性，进而使隔膜与极片的粘结性更强、更稳定。

根据一种具体的实施方式，聚合物A的软化温度为40℃～90℃。示例性的为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物A的软化温度限定在上述特定范围，有利于提高聚合物的粘结性。当软化温度过低时(例如低于40℃)，聚合物在使用过程中会自粘及粘辊，影响隔膜的性能；当软化温度过高时(例如高于90℃)，聚合物需要过高的温度才能实现良好的粘接，会影响固体电解质界面膜(SEI膜)，进而影响电池等电化学装置的性能。

在一实例中，聚合物A的软化温度为50℃～70℃。

根据一种具体的实施方式，聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50为0.1μm～5μm。示例性的为0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50限定在上述特定范围时，有利于提高隔膜与极片的粘结性，同时可以使隔膜的孔隙率较大，为电解液提供储存空间，同时不至于堵孔，导致隔膜的锂离子导通性下降。

在一实例中，聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50为0.5μm～3μm。

根据一种具体的实施方式，聚合物A的分子量为10W～100W。示例性的为10W、20W、30W、40W、50W、60W、70W、80W、90W、100W中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物A的分子量限定在上述特定范围时，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物A的分子量为40W～60W。

根据一种具体的实施方式，聚合物B的熔点为125℃～200℃。示例性的为125℃、130℃、133℃、138℃、140℃、146℃、150℃、160℃、162℃、170℃、180℃、190℃、200℃中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。当熔点过低时(例如低于130℃)，聚合物在使用过程中会自粘及粘辊，影响隔膜的性能；当熔点过高时(例如高于150℃)，聚合物需要过高的温度才能实现良好的粘接，会影响固体电解质界面膜(SEI膜)，进而影响电池等电化学装置的性能。优选聚合物B的熔点为130℃～155℃。

根据一种具体的实施方式，聚合物B的一次颗粒的中值粒径Dv50为0.1μm～1μm，示例性的为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。聚合物B团聚形成的二次颗粒的中值粒径Dv50为1μm～10μm，示例性的为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物B的一次颗粒Dv50和聚合物B团聚形成的二次颗粒Dv50限定在上述特定范围时，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物B的一次颗粒的中值粒径Dv50为0.2μm～0.4μm，聚合物B团聚形成的二次颗粒中值粒径Dv50为1.5μm～5μm。

根据一种具体的实施方式，聚合物B的结晶度为35％～55％。示例性的为35％、38％、40％、42％、45％、46％、48％、50％、52％、55％中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物B的结晶度限定在上述特定范围，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物B的结晶度为40％～50％。

根据一种具体的实施方式，聚合物B的分子量为10W～100W。示例性的为10W、20W、30W、40W、50W、60W、70W、80W、90W、100W中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。将聚合物B的分子量限定在上述特定范围时，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50大于聚合物B的一次颗粒的中值粒径Dv50。当聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50大于聚合物B的一次颗粒的中值粒径Dv50时，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物B团聚形成的二次颗粒的中值粒径Dv50与聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50的比值为(1～10):1。示例性的为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1中的任一数值或上述任意两两数值组成的范围值之间的任一数值。此范围内，有利于提高聚合物层的粘结性。

在一实例中，聚合物B团聚形成的二次颗粒的Dv50与聚合物A的一次颗粒的Dv50的比值为(1～5):1。

根据一种具体的实施方式，当聚合物A和聚合物B同时具备前述合适的软化温度和粒径时，可以提升聚合物层与极片、载体层的粘接性的同时，可以使得聚合物层形成适宜的孔隙和面密度，使得隔膜在电池制造过程中历经热压化成等工序后，依然存在良好的透气性、离子导通能力和电解液浸润性。

根据一种具体的实施方式，以所述聚合物A和所述聚合物B的重量之和为基准，所述聚合物A的重量含量为10wt％～60wt％(例如，10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％或者前述两两数值组成的范围内的任一点值)，所述聚合物B的重量含量为10wt％～90wt％(例如，40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％或者前述两两数值组成的范围内的任一点值)。将所述聚合物A和聚合物B中聚合物A的重量含量和聚合物B的重量含量分别限定在上述特定范围时，可提高隔膜与极片之间的粘接力，隔膜在电解液中溶胀程度低，具有长期稳定的粘接性能，提升了电池的长循环性能和膨胀性能。

在一实例中，以所述聚合物A和所述聚合物B的重量之和为基准，所述聚合物A占的重量含量为20wt％～40wt％，所述聚合物B的重量含量为60wt％～80wt％。将所述聚合物层中聚合物A的重量含量和聚合物B的重量含量分别限定在上述特定范围时，隔膜与极片之间的粘接力更佳，隔膜在电解液中溶胀程度更低。

根据一种具体的实施方式，聚合物层还包括助剂，所述助剂包括第一增稠剂、第一润湿剂、第一粘结剂中的至少一种。当所述聚合物层包括助剂时，可增加聚合物层的粘接力，使隔膜的制备更容易。

根据一种具体的实施方式，以所述聚合物层的总重量为基准，所述聚合物A和所述聚合物B之和的重量含量为75wt％～97.9wt％，所述第一增稠剂的重量含量为1wt％～10wt％，所述第一润湿剂的重量含量为0.1wt％～5wt％，所述第一粘结剂的重量含量为1wt％～10wt％。

在一实例中，以所述聚合物层的总重量为基准，所述聚合物A和所述聚合物B之和的重量含量为89wt％～97.9wt％，所述第一增稠剂的重量含量为1wt％～5wt％，所述第一润湿剂的重量含量为0.1wt％～1wt％，所述第一粘结剂的重量含量为1wt％～5wt％。

根据一种具体的实施方式，所述第一增稠剂包括但不限于羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PEO)和海藻酸钠中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，所述第一润湿剂包括但不限于氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、二甲基硅氧烷、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，所述第一粘结剂包括但不限于甲基丙烯酸、丁苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸乙酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯和聚氨酯中的至少一种。

在一实例中，所述聚合物层的面密度为0.1g/m

在一实例中，所述聚合物层的面密度为0.2g/m

在本发明中，面密度表示单面面密度，例如，所述聚合物层的面密度表示，当所述聚合物层位于所述耐热层一侧表面或所述基材一侧表面时，所述聚合物层的面密度为该侧(即有聚合物物层的一侧)的面密度；当所述聚合物层位于所述耐热层两侧表面或所述耐热层和所述基材层表面时，两侧所述聚合物层的面密度相同，所述聚合物层的面密度为其中任一侧的面密度。

在一实例中，所述聚合物层的厚度为0.3μm～6μm(例如，0.3μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm)。

在一实例中，所述聚合物层的厚度为0.5μm～2μm。

在一实例中，所述载体层包括基材、位于所述基材一侧或两侧表面的耐热层。所述耐热层12可以位于所述基材11一侧或两侧表面；所述聚合物层20可以位于耐热层12的表面，或基材11的表面，或耐热层12的表面和基材11的表面。如图1所示，所述耐热层12位于所述基材11一侧表面，所述聚合物层20位于所述耐热层12和基材11表面的。

根据一种具体的实施方式，所述耐热层包括无机颗粒和第二粘结剂。

在一实例中，以所述耐热层的总重量为基准，所述无机颗粒的重量含量为60wt％～99wt％；示例性为60wt％、70wt％、80wt％、90wt％、95wt％、99wt％或者前述两两数值组成的范围内的任一点值。

在一实例中，以所述耐热层的总重量为基准，所述无机颗粒的重量含量为89.6wt％～98.2wt％。

在一实例中，以所述耐热层的总重量为基准，所述第二粘结剂的重量含量为1wt％～40wt％；示例性为1wt％、5wt％、10wt％、20wt％、40wt％或者前述两两数值组成的范围内的任一点值。

在一实例中，以所述耐热层的总重量为基准，所述第二粘结剂的重量含量为1.8wt％～10wt％。

根据一种具体的实施方式，无机颗粒选自氧化铝、勃姆石、氧化镁、氮化硼和氢氧化镁中的一种或多种。

根据一种具体的实施方式，无机颗粒的中值粒径Dv50为0.1μm～5μm。示例性为0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或者前述两两数值组成的范围内的任一点值。

根据一种具体的实施方式，第二粘结剂包括但不限于丁苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸乙酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯和聚氨酯中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，耐热层还包括第二增稠剂和/或第二润湿剂。

根据一种具体的实施方式，以所述耐热层的总重量为基准，所述无机颗粒的重量含量为40wt％～99wt％，所述第二粘结剂的重量含量为1wt％～20wt％，所述第二增稠剂的重量含量为0wt％～20wt％，所述第二润湿剂的重量含量为0wt％～20wt％。当耐热层中第二增稠剂的重量含量为0wt％时，则表示第二增稠剂不存在。当耐热层中第二润湿剂的重量含量为0wt％时，则表示第二润湿剂不存在。

根据一种具体的实施方式，第二增稠剂包括但不限于聚甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PEO)和海藻酸钠中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，第二润湿剂包括但不限于氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、二甲基硅氧烷、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，所述耐热层的厚度为0.5μm～5μm。示例为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或者前述两两数值组成的范围内的任一点值。

根据一种具体的实施方式，所述基材的厚度为3μm～20μm。例如为3μm、5μm、8μm、10μm、15μm、18μm、20μm或者前述两两数值组成的范围内的任一点值。

根据一种具体的实施方式，所述基材选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯复合材料、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯和芳纶中的至少一种。

根据一种具体的实施方式，所述基材的孔隙率为30％～60％(例如，30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％)。

在一实例中，所述基材的孔隙率为35％～55％。

根据一种具体的实施方式，所述基材的透气率为30s/100mL～200s/100mL(例如，30s/100mL、50s/100mL、60s/100mL、80s/100mL、100s/100mL、120s/100mL、150s/100mL、170s/100mL、200s/100mL)。

在一实例中，所述基材的透气率为60s/100mL～160s/100mL。

在本发明中，所述透气率按照GB/T 36363-2018中对透气率定义的规定，透气率表示在测试温湿度、常压环境中，测试仪器施加1.21kPa压力下，100mL空气通过面积为6.45cm

在一实例中，所述隔膜的孔隙率为30％～50％(例如，30％、35％、40％、45％、50％)。

在一实例中，所述隔膜的孔隙率为35％～45％。

在一实例中，所述隔膜的透气率为100s/100ml～300s/100ml(例如，100s/100ml、110s/100ml、120s/100ml、130s/100ml、140s/100ml、150s/100ml、180s/100mL、200s/100mL、220s/100mL、250s/100mL、280s/100mL、300s/100mL)。

在一实例中，所述隔膜的透气率为120s/100ml～250s/100ml。

本发明第二方面提供了一种电化学装置，该电化学装置包括本发明第一方面所述的隔膜。

所述电化学装置除隔膜以外的材料均可以按照本领域的方式进行，均能实现降低厚度膨胀率，提供循环性能，尤其是长循环性能的效果。

在一实例中，所述电化学装置包括电解液，所述电解液包括丙酸乙酯，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量为SC；聚合物层的面密度为CW，则所述电化学装置满足如下关系式：0.4≤SC/CW≤6(例如，0.4、0.5、1、2、3、4、5、6)。当SC/CW＜0.4时，聚合物层面密度太大，聚合物A和聚合物B会附着在隔膜表面，同时由于聚合物的溶胀作用，容易堵塞锂离子传输通道，降低锂离子传导率，同时电解液中丙酸乙酯的含量过低，此时隔膜与极片的粘接力过剩，并且聚合物层的厚度太大，会加大锂离子传输阻力，同时电解液电导率过低，会进一步降低电池的动力学性能，从而导致循环性能恶化；当SC/CW＞6时，聚合物层面密度太小或电解液中丙酸乙酯的含量过高，聚合物A和聚合物B与极片的粘接位点减少，此时隔膜与极片的粘接性太差，导致循环后期界面变差，循环性能恶化。

在一实例中，0.7≤SC/CW≤4。

在一实例中，所述聚合物层的面密度CW为0.1g/m

在一实例中，所述聚合物层的面密度CW为0.2g/m

在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量SC为5wt％～70wt％(例如，5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％、35wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％)。

在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量SC为30wt％～60wt％。

在一实例中，电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂。

在一实例中，所述电解质盐包括六氟磷酸锂(LiPF

在一实例中，所述有机溶剂包括丙酸乙酯、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯中的一种或多种。

在一实例中，所述添加剂包括三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的一种或多种。

根据一种具体的实施方式，以所述电解液的总重量为基准，所述电解质盐的重量含量为8wt％～22wt％(例如，8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％)，所述有机溶剂的重量含量为73wt％～91.5wt％(例如，73wt％、75wt％、78wt％、80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、91.5wt％)，所述添加剂的重量含量为0.5wt％～5wt％(例如，0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％)。

在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述电解质盐的重量含量为13wt％～19wt％，所述有机溶剂的重量含量为77wt％～86wt％，所述添加剂的重量含量为1wt％～4wt％。

在一实例中，所述电化学装置包括负极片和正极片。

在一实例中，所述隔膜设置在正极片和负极片之间。

在一实例中，正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和第三粘结剂。

在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的重量含量为80wt％～99.8wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99.8wt％)，所述导电剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)，所述第三粘结剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。

在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的重量含量为90wt％～99.6wt％，所述导电剂的重量含量为0.2wt％～5wt％，所述第三粘结剂的重量含量为0.2wt％～5wt％。

在一实例中，负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂和第四粘结剂。

在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为80wt％～99.7wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99.7wt％)，所述导电剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)，所述第四粘结剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。

在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为85wt％～99.4wt％，所述导电剂的重量含量为0.2wt％～5wt％，所述第四粘结剂的重量含量为0.2wt％～5wt％。

在一实例中，所述导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和碳纤维中的至少一种。

在一实例中，增稠剂选自羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂和羧甲基纤维素中的至少一种。

在一实例中，第三粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯胶乳(丁苯橡胶)、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。

在一实例中，第四粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯胶乳(丁苯橡胶)、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。

在一实例中，负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料。

在一实例中，碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种。

在一实例中，硅基负极材料选自硅氧负极材料和硅碳负极材料中的至少一种，如Si、SiC、SiOx(0

在一实例中，正极活性物质选自过渡金属锂氧化物、磷酸铁锂、锰酸锂中的一种或几种；过渡金属锂氧化物的化学式为Li

在一实例中，正极活性物质为钴酸锂。

本发明的电化学装置由于包括本发明所述的隔膜，电化学装置的厚度膨胀率低，循环性能好，尤其是长循环性能好。

本发明第三方面提供了一种电化学装置，该电化学装置包括隔膜、电解液、正极片和负极片，所述电解液包括丙酸乙酯，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量为SC；所述隔膜包括载体层、位于所述载体层一侧或两侧表面的聚合物层，所述聚合物层的面密度为CW，则所述电化学装置满足如下关系式：0.4≤SC/CW≤6(例如，0.4、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6)。当SC/CW＜0.4时，聚合物层面密度太大，同时电解液中丙酸乙酯的含量过低，此时隔膜与极片的粘接力过剩，并且聚合物层的厚度太大，会加大锂离子传输阻力，同时电解液电导率过低，会进一步降低电池的动力学性能，从而导致循环性能恶化；当SC/CW＞6时，聚合物层面密度太小，同时电解液中丙酸乙酯的含量过高，此时隔膜与极片的粘接性太差，导致循环后期界面变差，循环性能恶化。

在一实例中，0.7≤SC/CW≤4。

在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量SC为5wt％～70wt％(例如，5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％、35wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％)。

在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述丙酸乙酯的重量含量SC为30wt％～60wt％。

在一实例中，所述聚合物层的面密度CW为0.1g/m

在一实例中，所述聚合物层的面密度CW为0.2g/m

在一实例中，所述电化学装置为电池，例如为锂离子电池。

在一实例中，所述电化学装置在25℃循环800T后，隔膜与正极片之间的粘结力≥5N/m。

在一实例中，所述电化学装置在25℃循环800T后，隔膜与负极片之间的粘结力≥5N/m。

在一实例中，所述电化学装置在25℃循环800T容量保持率≥89.5％。

在一实例中，所述电化学装置在25℃循环800T厚度膨胀率≤8.5％。

在一实例中，所述隔膜设置在正极片和负极片之间。

在一实例中，电化学装置为电池，例如为锂离子电池。

在一实例中，正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和第五粘结剂。

在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的重量含量为80wt％～99.8wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99.8wt％)，所述导电剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)，所述第五粘结剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。

在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的重量含量为90wt％～99.6wt％，所述导电剂的重量含量为0.2wt％～5wt％，所述第五粘结剂的重量含量为0.2wt％～5wt％。

在一实例中，负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂和第六粘结剂。

在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为80wt％～99.7wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99.7wt％)，所述导电剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)，所述第六粘结剂的重量含量为0.1wt％～10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。

在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为85wt％～99.4wt％，所述导电剂的重量含量为0.2wt％～5wt％，所述第六粘结剂的重量含量为0.2wt％～5wt％。

在一实例中，所述导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和碳纤维中的至少一种。

在一实例中，增稠剂选自羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂和羧甲基纤维素中的至少一种。

在一实例中，第五粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯胶乳(丁苯橡胶)、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。

在一实例中，第六粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯胶乳(丁苯橡胶)、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。

在一实例中，负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料。

在一实例中，碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种。

在一实例中，硅基负极材料选自硅氧负极材料和硅碳负极材料中的至少一种，如Si、SiC、SiOx(0

在一实例中，正极活性物质选自过渡金属锂氧化物、磷酸铁锂、锰酸锂中的一种或几种；过渡金属锂氧化物的化学式为Li

在一实例中，正极活性物质为钴酸锂。

本发明公开了一种隔膜和电化学装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明中所用试剂、仪器或材料等均可通过商业渠道获得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1电池及其制备方法

(一)电池的结构

电池包括正极片、负极片、隔膜和电解液。

正极片包括正极集流体，以及设置于正极集流体两侧表面的正极活性物质层；

负极片包括负极集流体，以及设置于负极集流体两侧表面的负极活性物质层；

如图1所示，隔膜包括载体层10、位于载体层10两侧表面的聚合物层20，聚合物层20包括聚合物A21和聚合物B22；载体层10包括基材11、位于基材一侧表面的耐热层12。

(二)电池的制备方法

(1)隔膜的制备

将30wt％的聚合物A(聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、62wt％的聚合物B(聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、4wt％的增稠剂(羧甲基纤维素钠)、0.5wt％的润湿剂(二甲基硅氧烷)、3.5wt％的粘结剂(聚甲基丙烯酸甲酯)按固含量10％加入去离子水中，1500rpm的搅拌速度下搅拌60min，得到聚合物浆料。

在厚度为5μm的聚乙烯基材的一侧表面涂覆一层厚度为2μm的氧化铝层(即耐热层，组成为92wt％的氧化铝、4wt％的聚甲基丙烯酸甲酯、4wt％的聚甲基纤维素钠)，在聚乙烯基材的另一侧表面和氧化铝层表面各涂覆0.5g/㎡的聚合物层，在烘箱中干燥后，得到如图1所示的隔膜。

(2)负极片的制备

以负极活性物质(人造石墨)、导电剂(导电炭黑)、第四粘结剂(丁苯橡胶)、增稠剂(羧甲基纤维素锂)按照质量比为96％：1.5％：1.5％：1％混合，加入去离子水作为溶剂配制得到负极浆料；随后将负极浆料涂覆在铜箔上，烘干，碾压分切，冲片，得到负极片。

(3)正极片的制备

以为正极活性物质(钴酸锂)，然后和导电剂(导电炭黑)、第三粘结剂(聚偏氟乙烯)按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中，加入NMP溶剂，按照公知的配料工艺进行充分搅拌，得到正极浆料；随后将正极浆料涂覆在铝箔上，烘干，碾压分切，冲片，得到正极片。

(4)电解液的制备

在充满氩气的手套箱中(H

(5)电池的制备

将步骤(3)的正极片、步骤(1)的隔膜、步骤(2)的负极片通过卷绕得到未注液的裸电池(其中，聚乙烯基材的第一表面靠近负极片一侧，聚乙烯基材的与第一表面相对的第二表面靠近正极片一侧)；将裸电池置于外包装中，将步骤(4)的电解液注入到干燥后的裸电池中，经过真空封装、静置陈化、化成、分选等工序，获得所需的电池。

其中，SC为50％，CW g/m

实施例2组

本组实施例用于说明当聚合物A的重量与聚合物B的重量之比发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物A的重量与聚合物B的重量之比，具体参见表1-1和表1-2。

实施例3组

本组实施例用于说明当聚合物A中第一单体和第二单体的摩尔比发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物A中第一单体和第二单体的摩尔比，具体参见表1-1和表1-2。

实施例4组

本组实施例用于说明当聚合物A的具体选择发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物A的具体选择，具体参见表1-1和表1-2。

实施例5组

本组实施例用于说明当聚合物B的具体选择发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物B的具体选择，具体参见表1-1和表1-2。

实施例6组

本组实施例用于说明当聚合物B的结晶度发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物B的结晶度，具体参见表1-1和表1-2。

实施例7组

本组实施例用于说明当聚合物B团聚形成的二次颗粒的中值粒径Dv50与聚合物A的一次颗粒中值粒径Dv50的比值发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物B团聚形成的二次颗粒的中值粒径Dv50与聚合物A的一次颗粒中值粒径Dv50的比值，具体参见表1-1和表1-2。

实施例8组

本组实施例用于说明当聚合物层的面密度发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变聚合物层的面密度，具体参见表1-1和表1-2。

实施例9组

本组实施例用于说明当SC/CW发生改变时产生的影响。

本实施例组参照实施例1进行，所不同的是，改变SC/CW，具体参见表1-1和表1-2。

实施例10组

实施例10a

参照实施例1进行，所不同的是，聚合物层中的聚合物为100％的聚合物A。

聚合物浆料的制备方法为：将92wt％的聚合物A(聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、4wt％的增稠剂(羧甲基纤维素钠)、0.5wt％的润湿剂(二甲基硅氧烷)、3.5wt％的粘结剂(聚甲基丙烯酸甲酯)按固含量10％加入去离子水中，1500rpm的搅拌速度下搅拌60min，得到聚合物浆料，具体参见表1-1和表1-2。

实施例10b

参照实施例1进行，所不同的是，聚合物层中的聚合物为100％的聚合物B。

聚合物浆料的制备方法为：将92wt％的聚合物B(聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、4wt％的增稠剂(羧甲基纤维素钠)、0.5wt％的润湿剂(二甲基硅氧烷)、3.5wt％的粘结剂(聚甲基丙烯酸甲酯)按固含量10％加入去离子水中，1500rpm的搅拌速度下搅拌60min，得到聚合物浆料，具体参见表1-1和表1-2。

实施例10c

参照实施例1进行，所不同的是，聚合物层中的聚合物为100％的PVDF。

聚合物浆料的制备方法为：将92wt％的PVDF、4wt％的增稠剂(羧甲基纤维素钠)、0.5wt％的润湿剂(二甲基硅氧烷)、3.5wt％的粘结剂(聚甲基丙烯酸甲酯)按固含量10％加入去离子水中，1500rpm的搅拌速度下搅拌60min，得到聚合物浆料，具体参见表1-1和表1-2。

实施例10d

参照实施例1进行，所不同的是，聚合物A的重量与聚合物B的重量之比为0.01:1，具体参见表1-1和表1-2。

实施例10e

参照实施例1进行，所不同的是，聚合物A的重量与聚合物B的重量之比为9.5:1，具体参见表1-1和表1-2。

对比例1

参照实施例10a进行，所不同的是，将SC调整为5％，则SC/CW为0.1，具体参见表1-1和表1-2。

对比例2

参照实施例10b进行，所不同的是，将SC调整为5％，则SC/CW为0.1，具体参见表1-1和表1-2。

对比例3

参照实施例10c进行，所不同的是，将SC调整为5％，则SC/CW为0.1，具体参见表1-1和表1-2。

对比例4

参照实施例10d进行，所不同的是，将SC调整为5％，则SC/CW为0.1，具体参见表1-1和表1-2。

对比例5

参照实施例10e进行，所不同的是，将SC调整为5％，则SC/CW为0.1，具体参见表1-1和表1-2。

表1-1

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表1-2

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*表示同实施例1；

-表示不存在；

E表示第一单体和第二单体的摩尔比；

F表示以聚合物A和聚合物B的重量之和为基准，聚合物A的重量含量；

G表示以聚合物A和聚合物B的重量之和为基准，聚合物B的重量含量；

H表示聚合物A的重量与所述聚合物B的重量之比；

M表示聚合物B团聚形成的二次颗粒的中值粒径Dv50与聚合物A的一次颗粒的中值粒径Dv50的比值。

电池性能测试

上述实施例和对比例进行对比的测试方法和设备如下：

(1)隔膜聚合物层与电极极片间粘结力测试：

将上述实施例和对比例所得电池循环800T后下台，置于(25±2)℃环境中，静置2～3h，将电池按照0.7C恒流充电，截止电流为0.05C，当电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流≤截止电流，停止充电搁置5min，将充满电的电池进行解剖，采用国家标准GB/T 2790-1995，即采用180°剥离测试标准测试隔膜与正极极片或负极极片之间的粘结力，将隔膜和正极极片或负极极片裁切成15mm×54.2mm小条，按照180°剥离测试标准测试隔膜与正极极片或负极极片之间的粘结力。

(2)25℃循环实验

将上述实施例和对比例所得电池置于(25±2)℃环境中，静置2-3h，待电池本体达到(25±2)℃时，电池按照1C恒流充电截止电流为0.05C，电池充满电后搁置5min，再以1C恒流放电至截止电压3.0V，记录前3周循环的最高放电容量为初始容量Q，当循环周数达到800周时，记录电池循环最后一周的放电容量Q1。

容量保持率(％)＝Q1/Q×100％。

膨胀率测试：采用600g平板测厚仪测试电池的厚度，记为PPG厚度；

初始电池的厚度记为P，当循环周数达到800周时，测试电池的厚度为P1，则厚度膨胀率(％)＝P1/P×100％。

实施例和对比例的对比测试记录入下表。

表2

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通过表2可以看出，通过对比例和实施例可以看出，实施例的隔膜与正极片的粘结力提升，隔膜与负极片的粘结力提升，实施例的隔膜制得的电化学装置的容量保持率明显提升，厚度膨胀率降低，说明本发明的隔膜以及包括该隔膜的电化学装置，通过设计具有特定结构的隔膜，提高了电化学装置的的循环稳定性，尤其时长循环性能，降低了电化学装置的厚度膨胀率。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。