一种复合隔膜、电池及复合隔膜制作方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种复合隔膜、电池及复合隔膜制作方法。

背景技术

随着锂电池技术的快速发展，复合隔膜的使用也越来越广泛，目前，使用的复合隔膜大多数都是油系涂覆隔膜，这种油系涂覆隔膜的静电较大，由于电池的制造环境较为干燥，隔膜上的静电会使隔膜表面吸附灰尘及异物，从而导致发生安全事故。可见，现有的复合隔膜存在安全性能较差的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种复合隔膜、电池及复合隔膜制作方法，以解决现有的复合隔膜存在安全性能较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合隔膜，包括基材层、绝缘层、以及抗静电层，所述绝缘层设置于所述基材层的至少一个表面，所述抗静电层设置于所述绝缘层上，所述抗静电层上设置有多个抗静电结构，任意两个所述抗静电结构之间存在间隙。

可选地，所述抗静电结构的形状包括圆形、方形、三角形中的至少一种。

可选地，所述间隙为0.1μm-10cm。

可选地，所述抗静电层的材料包括碳系导电材料、粘接剂和溶剂，所述碳系导电材料、粘接剂和溶剂之间的占比为：0.01-50％：0.01-99.99％：0-49.99％。

可选地，所述绝缘层包括陶瓷层，所述陶瓷层设于所述基材层上，所述抗静电层设于所述陶瓷层上。

可选地，所述绝缘层包括有机层，所述有机层设于所述基材层上，所述抗静电层设于所述有机层上。

可选地，所述绝缘层包括陶瓷层和有机层，所述陶瓷层设于所述基材层上，所述有机层设于所述陶瓷层上，所述抗静电层设于所述有机层上。

可选地，所述绝缘层的厚度为0.5-16μm。

第二方面，本申请还提供一种电池，包括如第一方面所述的复合隔膜。

第三方面，本申请还提供一种复合隔膜的制作方法，包括：

形成基材层；

在所述基材层的至少一个表面上设置绝缘层；

基于抗静电浆料形成抗静电层，并将所述抗静电层设置于所述绝缘层上，所述抗静电层上设置有多个抗静电结构，任意两个所述抗静电结构之间存在间隙。

本发明实施例提供的复合隔膜，包括基材层、绝缘层、以及抗静电层，绝缘层设置于基材层的至少一个表面，抗静电层设置于绝缘层上，其中，抗静电层上设置有多个抗静电结构，任意两个抗静电结构之间存在间隙，这样，可以通过抗静电结构解决复合隔膜静电大的问题，提升复合隔膜的安全性，同时，设置任意两个抗静电结构之间存在间隙，这样，通过间隙预留复合隔膜的可粘接区域，保证了复合隔膜的粘接性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的复合隔膜的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的复合隔膜的结构示意图之二；

图3是本发明实施例提供的抗静电结构示意图之一；

图4是本发明实施例提供的抗静电结构示意图之二；

图5是本发明实施例提供的抗静电结构示意图之三；

图6是本发明实施例提供的抗静电结构示意图之四；

图7是本发明实施例提供的抗静电结构示意图之五；

图8是本发明实施例提供的复合隔膜的制作方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请参见图1-图2，本发明实施例提供了一种复合隔膜，包括基材层101、绝缘层102、以及抗静电层，绝缘层102设置于基材层101的至少一个表面，抗静电层设置于绝缘层102上，抗静电层上设置有多个抗静电结构103，任意两个抗静电结构103之间存在间隙。

在该实施方式中，可以在基材层101的其中一个表面设置绝缘层102，也可以在基材层101的两个表面都设置绝缘层102，需要说明的是，基材层101本身绝缘，因此，当绝缘层102只设置在基材层101的其中一个表面时，不影响基材层101的其余表面的安全性。

上述的复合隔膜，可以通过抗静电结构103解决复合隔膜静电大的问题，提升复合隔膜的安全性，同时，设置任意两个抗静电结构103之间存在间隙，这样，通过间隙预留复合隔膜的可粘接区域，保证了复合隔膜的粘接性。

如图3-图7所示，抗静电结构103的形状包括圆形、方形、三角形中的至少一种。抗静电结构103之间的间隙为0.1μm-10cm。

抗静电结构103在设置时，可以呈有序方式排列，也可以是呈无序方式排列。在一个可行的实施方式中，如图3所示，可以将抗静电结构103设置为条纹形状，该条纹可以设置为沿复合隔膜纵向分布的条纹，其中，条纹的宽度可以为0.1μm-1cm，条纹间距可以为0.1μm-10cm，需要说明的时，条纹的宽度和条纹间距可以根据应用场景的需求做适当调整，此处仅作示例，不做限定。

在另一个可行的实施方式中，如图4所示，可以将抗静电结构103设置为若干个条纹交错组成的网格状，其中，若干个条纹交错的角度可以是90°，还可以是其他的角度，此处仅作示例，不做限定。

在又一个可行的实施方式中，如图5所示，还可以将抗静电结构103设置为正方形，在又一个可行的实施方式中，如图6所示，还可以将抗静电结构103设置为圆形。如图7所示，还可以将抗静电结构103设置为圆形和方形。此处仅作示例，不做限定，作为可变换的实施方式，在其他可行的实施方式中，还可以对抗静电结构103的形状进行相应调整，但不论其作何变换，都在本申请实施例保护的范围之内。这样，将抗静电结构设置为不同的形状，可以灵活的调整抗静电的程度。也可以预留间隙以裸露部分绝缘层，保证复合隔膜的粘接性。

其中，在将抗静电结构103设置于绝缘层102上时，可以通过设计凹版辊实现，例如，先将凹版辊设计为与抗静电结构103相同的形状，基于设计好的凹版辊将抗静电结构103涂覆至绝缘层102上，实施方便。

可选地，抗静电层的抗静电结构103的材料包括碳系导电材料、粘接剂和溶剂，碳系导电材料、粘接剂和溶剂之间的占比为：0.01-50％：0.01-99.99％：0-49.99％。

在该实施方式中，碳系导电材料可选用炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨、富勒烯等材料中的一种或几种。粘接剂可选用聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的一种或几种。溶剂可选用丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜中的一种或几种。

可选地，绝缘层102的厚度为0.5-16μm。绝缘层102包括陶瓷层1021，陶瓷层1021设于基材层101上，抗静电层设于陶瓷层1021上。

在该实施方式中，将陶瓷层1021用于绝缘层102使用，其中，可以设置陶瓷层1021的厚度为0.5-8μm。陶瓷层1021包含无机颗粒与少量有机粘接剂，无机颗粒由氧化铝、二氧化硅、勃姆石、氧化锌、氧化镁、二氧化锆、氧化钛中至少一种构成。有机粘接剂由聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、丁苯橡胶、聚氨酯、乙烯-丙烯酸共聚物中至少一种构成。

可选地，绝缘层102包括有机层1022，有机层1022设于基材层101上，抗静电层设于有机层1022上。

在该实施方式中，将有机层1022用于绝缘层102使用，其中，可以设置有机层1022的厚度为0.5-8μm。有机层1022可以由聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中至少一种构成。

可选地，绝缘层102包括陶瓷层1021和有机层1022，陶瓷层1021设于基材层101上，有机层1022设于陶瓷层1021上，抗静电层设于有机层1022上。

在该实施方式中，将陶瓷层1021和有机层1022共同作为绝缘层102使用，其中，可以设置陶瓷层1021的厚度为0.5-8μm，有机层1022的厚度为0.5-8μm，基材层101的厚度为3-20μm，基材层101可以是由聚乙烯、聚丙烯单层或者聚乙烯聚丙烯复合组成的多层多孔膜。

本发明实施例还提供了一种电池，包括上所述的复合隔膜。由于本实施例的技术方案包含了上述实施例的全部技术方案，因此至少能实现上述实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。

如图8所示，本发明实施例还提供了一种复合隔膜的制作方法，包括：

步骤801、形成基材层；

步骤802、在所述基材层的至少一个表面上设置绝缘层；

步骤803、基于抗静电浆料形成抗静电层，并将所述抗静电层设置于所述绝缘层上，所述抗静电层上设置有多个抗静电结构，任意两个所述抗静电结构之间存在间隙。

具体而言，在一个可行的实施方式中，将碳系导电材料、粘接剂、溶剂混合均匀，形成均一稳定的抗静电浆料；其中，碳系导电材料可选用炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨、富勒烯等材料中的一种或几种。粘接剂可选用聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的一种或几种。溶剂可选用丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜。

设置碳系导电材料在抗静电结构中固体占比为0.01-50wt％，粘结剂在抗静电结构中固体占比为0.01-99.99wt％，溶剂在抗静电结构中0-49.99％wt％。

将上述含导电材料的抗静电浆料涂覆在含有绝缘层的复合隔膜表面，在表层形成局部覆盖的抗静电层，而后在真空烘箱内干燥，最终制得复合隔膜。

可变换地，在另一个可行的实施方式中，首先可以将陶瓷氧化铝颗粒、粘接剂、混合后分散在溶剂中经机械搅拌得到陶瓷浆料。将粘接剂聚偏氟乙烯分散在N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂中，经充分搅拌后形成均一、稳定的有机浆料。将粘接剂聚偏氟乙烯和导电剂碳纳米管按质量比40：1分散在N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂中，经充分搅拌后形成均一、稳定的抗静电浆料。

然后，设置基材层为聚烯烃材料，基材层的孔隙率为35％，将上述得到的陶瓷浆料涂覆在基材层表面，经烘干后得到基材层+陶瓷层的复合隔膜。再将上述有机浆料涂覆在陶瓷层上，经烘干后得到基材层+陶瓷层+有机层结构的复合隔膜。最终采用凹版涂覆方式将抗静电浆料涂覆在上述隔膜的表层，经烘干后形成导电材料局部覆盖于上表层的多层复合隔膜。这样，可以通过抗静电结构解决复合隔膜静电大的问题，提升复合隔膜的安全性，同时，设置任意两个抗静电结构之间存在间隙，这样，通过间隙预留复合隔膜的可粘接区域，保证了复合隔膜的粘接性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。