隔离膜、二次电池以及电化学装置的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种隔离膜、二次电池以及电化学装置。

背景技术：

1、随着锂离子电池不断向着高能量密度发展的趋势，具备高性能的隔离膜成为了人们关注的重点，现有的大多隔离膜容易在高温测试下暴露安全问题。随着隔离膜的热性能也成为了人们关注的重点，如何在不影响二次电池的循环性能的前提下，提升隔离膜的耐热性能成为了一个重要的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种隔离膜、二次电池以及电化学装置，所述隔离膜具有较好的耐热性能，将其配置于二次电池中使用时，能够显著提升二次电池的热箱测试通过率以及其在高温下的循环容量保持率，即本技术所述的隔离膜能够实现对二次电池热箱性能以及高温循环性能的双向提升。

2、第一方面，本技术提供了一种隔离膜，所述隔离膜包括基膜以及设置在所述基膜表面的多孔层，所述多孔层中含有微孔，所述微孔的孔径范围为0.02μm至0.04μm，基于所述多孔层，取任意10μm×8μm的区域进行孔径分析测试，将所述微孔的总内表面积记为m1，将所述多孔层的总孔表面积记为m2，满足：0.6≤m1/m2≤0.9。其中，本技术在进行孔径分析测试时采用的是常规孔径分析仪，将隔离膜直接切成特定的大小即可以测量，即在本技术中将所述隔离膜切成10μm×8μm的大小进行孔径分析测试，具体的操作步骤参见现有技术，本技术并不对测试手段进行限制，上述的粒径分析仪仅做示例性的举例，只要能够实现本技术相关参数的测定即可。本技术通过调控隔离膜中多孔层的微孔孔径以及其总内表面积与多孔层整体的总孔表面积的比值均在合适范围，利用多孔层中微孔特征与多孔层间的关系，匹配现有技术的电解液，能够实现电池热箱性能的显著提升，进而提升二次电池的热安全性能。优选地，满足：0.7≤m1/m2≤0.9。

3、在一些实施方式中，m1的取值范围为0.1μm²至1.2μm²。此时，当m1满足该范围时，可以进一步改善以及稳定隔离膜的孔结构，以使二次电池在高温下具有更高的结构稳定性，进一步提升二次电池的热箱通过率，同时也利于进一步提升二次电池的高温循环性能，更利于改善二次电池的热安全性能。

4、在一些实施方式中，所述多孔层中还含有无机颗粒，沿垂直于所述多孔层的厚度方向进行剖切得到截面i，在所述截面i中取5μm×5μm的区域进行分析，所述无机颗粒在所述截面i的平面内具有无机颗粒的截面ii以及微孔的截面iii。本技术通过在多孔层中进一步加入无机颗粒，此时，利于在兼顾隔离膜高浸润性的同时进一步提升其耐热性能，改善隔离膜的强度和二次电池的热箱通过率。

5、在一些实施方式中，所述截面iii的总横截面积小于所述截面ii的总横截面积，将所述截面iii总横截面积与所述截面ii总横截面积的比值记为h，满足：0.3≤h≤0.6，所述截面ii为多边形，且其边数大于或等于4（参见图1中的a-c亮框标注，仅做示例演示）。其中，所述的多边形可以是类多边形，例如，所述多边形的角可以是圆弧角，所述多边形的边可以是具有一定弯曲度（弯曲度小于10%）的边。此时，无机颗粒具有更好的镶嵌度，从而能够使得材料的堆积更加紧密，改善隔离膜自身的强度和耐热性能，以及提供电解液合适的流通通道，使得离子迁移的速率合适，从而改善隔离膜的浸润性。

6、在一些实施方式中，所述截面ii总横截面积占所述截面i总面积的35%至85%，单个所述截面ii的面积范围为0.1μm2至2μm2。此时，有利于改善隔离膜自身的热收缩性能，同时，对二次电池的低温性能也有一定改善。

7、在一些实施方式中，在用sem（扫描电子显微镜）对截面i进行观察时，所述截面ii最大边长的长度为l1，满足：0.1μm≤l1≤1.5μm；其中，所述的最大边长是指将所述截面ii正投影在平面上得到投影平面，基于所述投影平面，相邻两个点（若是一个是圆角，则做圆角的两条切线，取相交的那个点）之间直线长度最长的那个边记为最大长边。所述截面ii最短边长的长度为l2，满足：0.06μm≤l2≤0.9μm。同理，基于所述投影平面，相邻两个点之间直线长度最短的那个边记为最短边长。例如，参见图1，在亮框a中，截面ii的对角线a的长度明显大于其对角线b的长度，则将对角线a记为最长对角线，将对角线b记为最短对角线。而且，所述截面ii最长对角线的长度为l，其最短对角线的长度为l′，满足：40nm≤(l-l′)≤600nm。如此，利于进一步改善二次电池的热性能兼顾提升二次电池的低温性能。

8、在一些实施方式中，将所述无机颗粒的d90粒径记为d，满足：0.5μm≤d≤2.5μm。优选地，满足：0.5μm≤d≤1μm。当满足该范围时，能够使得隔膜上的颗粒具有一定的支撑性和强度，因此，有利于锂离子电池高温下结构的稳定性。满足本范围时，也不会使得隔膜表面的颗粒过大或者过小，从而不会对电解液的浸润起到阻碍作用，进而减小了锂枝晶的形成，提升了二次电池的常温循环性能。

9、在一些实施方式中，基于所述多孔层的质量，所述无机颗粒的质量百分含量为90wt%至98wt%。优选地，所述无机颗粒的质量百分含量为94wt%至96wt%。当满足该范围时，能够使得隔膜上的颗粒具有一定的支撑性和强度，因此，有利于锂离子电池高温下结构的稳定性。此外，也可以提升140℃下热箱的通过率，使得二次电池在一定的热滥用工况时仍然保持稳定性。

10、在一些实施方式中，所述无机颗粒的比表面积为5m2/g至500m2/g。优选地，所述无机颗粒的比表面积为50m2/g至250m2/g。当满足该比表面积范围时，可以使得锂离子在同一传输比表面能得材料表面传输时，保持一定时间得均匀的传输速度，从而有利于提升二次电池的循环稳定性，同时满足该比表面积的无机颗粒也具有一定的耐热性能，可以更好的通过高温热箱测试。

11、在一些实施例中，所述多孔层中还含有其他物质，所述其他物质包括烯烃类化合物和酯类化合物，所述烯烃类化合物包括苯乙烯，所述酯类化合物包括丙烯酸丁酯,基于所述多孔层的质量，所述苯乙烯的质量百分含量为w1，所述丙烯酸丁酯的质量百分含量为w2，满足w1:w2 =1:5~1:3。此时，有利于提升二次电池的低温倍率放电性能。

12、在一些实施方式中，所述隔离膜的穿刺强度为250gf至350gf，穿刺力为2.5n至3.5n，所述隔离膜在105℃~115℃下加热0.8h~1.2h后的热收缩范围为3%至6%，其中，所述热收缩包括横向热收缩和纵向热收缩。满足该范围得隔离膜，均具有合适得强度和结构稳定性，有利于降低二次电池的变形和提升二次电池的循环稳定性。

13、在一些实施方式中，所述隔离膜进一步包含粘结剂颗粒，所述粘结剂颗粒的球形度为0.75≤r≤0.98。满足该范围的粘结剂颗粒可以更好的在本技术中发挥粘结作用，使得电芯在循环下不容易发生变形，此外，满足一定的球形度条件，可以起到一定的支撑作用。在穿刺等滥用条件下，隔离膜也会具有更好的强度。

14、第二方面，本技术提供一种二次电池，所述二次电池包括极片以及上述的隔离膜。

15、在一些实施方式中，所述二次电池还包括极片，所述极片包括集流体以及设置在所述集流体表面的活性材料层，所述活性材料层中含有活性颗粒，将所述活性颗粒的d90粒径记为d1，将所述活性颗粒的d50粒径记为d2，满足：（1）10μm≤d1≤20μm；（2）4.8≤d2/d≤60。此时，利于提升二次电池的热箱测试通过率以及穿刺强度，同时还可以获得较好的循环性能。

16、第三方面，本技术提供一种电化学装置，所述电化学装置包括上述的二次电池。