(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111600294.8 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 东北师范大学 地址 130024 吉林省长 春市人民大街5268 号 (72)发明人 谢海明　孙宸　孙立群　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 李博 (51)Int.Cl. H01M 50/449(2021.01) H01M 50/417(2021.01) H01M 50/411(2021.01) H01M 50/403(2021.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种具有热关断功能的锂离子电池隔膜及 其制备方法 (57)摘要 本发明提供的一种具有热关断功能的锂离 子电池隔膜及其制备方法， 属于锂离子电池领 域。 本发明提供的具有热关断功能的隔膜通过在 多孔基膜的单侧或两侧设置热关断涂层， 可以在 多孔基膜表面形成粘附性好且浸润性高的聚合 物层， 避免电池在充放电时由于电解液分解产生 气体而导致隔膜发生胀破等问题， 从而有效提高 电池的安全性能； 而且通过控制热关断涂层的组 成及其配比， 可以使其获得比多孔基膜更低的熔 点， 在高温下先于多孔基膜发生熔融， 将多孔基 膜的多孔通道阻塞， 在使多孔基膜具有完整性的 条件下阻隔了锂离子的传输， 进一步提高了锂电 池的安全性能， 同时使电池具有良好的循环性能 和倍率性能。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 114284640 A 2022.04.05 CN 114284640 A 1.一种具有热关 断功能的锂离子电池隔膜， 包括多孔基膜和设置于所述多孔基膜的单 侧或双侧的热关断涂层； 所述热关断涂层包括如下质量份数的组分： 聚合物粒子1～50份、 水性粘结剂0.1～5 份、 分散剂0.1～5份和润湿剂0.0 5～1份。 2.根据权利要求1所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述多孔基 膜为聚烯烃隔膜； 所述聚烯烃隔膜的厚度为7～ 25 μm， 聚烯烃隔膜的孔隙率 为20～80％。 3.根据权利要求1或2所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述多 孔基膜为PE隔膜、 P P隔膜或P P/PE/PP复合隔膜。 4.根据权利要求1所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述 聚合物 粒子的质量 为具有热关断功能的锂离 子电池隔膜的总质量的0.5～45％。 5.根据权利要求1或4所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述聚 合物粒子为聚乙烯微球、 聚丙烯微球、 聚碳 酸酯和聚苯乙烯中的一种或几种。 6.根据权利要求1所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述 聚合物 粒子的平均粒径为10～ 2000nm。 7.根据权利要求1所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述水性粘 结剂为羧甲基纤维素钠、 聚乙烯吡 咯烷酮、 聚氧乙烯、 丁苯橡胶和聚丙二醇环氧化物中的一 种或几种。 8.根据权利要求1所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 其特征在于， 所述具有热 关断功能的锂离 子电池隔膜的总厚度为7～ 25 μm。 9.根据权利要求1～8中任意一项所述的具有热关断功能的锂离子电池隔膜的制备方 法， 包括以下步骤： (1)将聚合物粒子、 水性粘结剂、 分散剂和润湿剂与去离子水混合， 得到热关断涂层浆 料； (2)在多孔基膜的单侧或两侧涂覆所述步骤(1)得到的热关断涂层浆料， 干燥后得到具 有热关断功能的锂离 子电池隔膜。 10.根据权利要求9所述的制备方法， 其特征在于： 所述步骤(2)中的涂覆包括凹印辊涂 布、 浸渍涂布、 窄幅涂布和喷涂中的一种或多种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114284640 A 2一种具有热关断功能的锂离 子电池隔膜及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池制造技术领域， 尤其涉及 一种具有热关断功能的锂离子电 池隔膜及其制备 方法。 背景技术 [0002]锂离子电池因具有高能量密度、 长循环寿命、 低自放电率、 高开路电压以及无重金 属污染等优点， 在新能源 领域备受关注。 然而， 在大功 率放电情况下， 电池会产生大量热量， 使得电池内部温度升高， 从而出现热失控等 一系列安全隐患。 [0003]锂离子电池热失控主要分为三个阶段： 1.电池内部由于短路、 加热等原因会使温 度上升至100℃左右， 阳极SEI膜开始分解， 嵌入石墨的锂和电解液进一步反应从而促使温 度持续升高； 2.电池内部电解液分解产生气体， 引起电池鼓胀； 温度上升至200℃左右； 3.电 池整体热失控， 产生的气体使 得电池内部压力增大致使引发胀破、 燃烧起火。 锂离子电池热 失控情况带来的安全问题不容小觑， 提高锂离子电池的使用安全性是锂离子电池产业发展 的首要前提。 [0004]在解决锂离子电池热失控问题的过程中， 锂离子电池隔膜的作用主要体现在第一 阶段。 目前， 商品化的锂离子电池隔膜多采用聚乙烯、 聚丙烯材质制备的多孔聚合物隔膜。 由于高分子材料有着优良的成孔性， 产品工艺带来的拉伸特性和强度都十分优异。 但是在 热失控情况下， 聚烯烃隔膜发生熔融， 孔结构关断， 阻止了锂离子传输从而进一步限制电池 热失控。 针对这一问题美国Celgard公司制备了PP/PE/PP三层隔膜， 在高温下PE熔融形成关 断层， 同时热收缩性能有所提升。 但其制作成本偏 高且透气度差， 另一方面， 因为聚烯烃隔 膜极性与有机电解液极性不同， 在反复的充放电循环中会影响电解液对隔膜的浸润性， 从 而影响电池性能。 [0005]因此， 亟须一种具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 以解决锂离子电池热失控的 问题。 发明内容 [0006]本发明提供了一种具有热关断功能的锂离子电池隔膜及 其制备方法， 本发明提供 的具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 在高温情况下可自动阻断电池内锂离子迁移， 从而 阻止电池内部温度进一 步上升， 同时制备的电池具有良好的循环性能和倍 率性能。 [0007]本发明提供了一种具有热关断功能的锂离子电池隔膜， 包括多孔基膜和设置于所 述多孔基膜的单侧或双侧的热关断涂层； [0008]所述热关断涂层包括如下质量份数的组分： 聚合物粒子1～50份、 水性粘结剂0.1 ～5份、 分散剂0.1～5份和润湿剂0.0 5～1份。 [0009]优选地， 所述多孔基膜为聚烯烃隔膜； 所述聚烯烃隔膜的厚度为7～25μm， 聚烯烃 隔膜的孔隙率 为20～80％。 [0010]优选地， 所述多孔基膜为PE隔膜、 P P隔膜或P P/PE/PP复合隔膜。说　明　书 1/7 页 3 CN 114284640 A 3