CN116526061A - 复合隔膜、电化学装置和终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池隔膜技术领域，提供了一种复合隔膜、电化学装置和终端设备。复合隔膜包括隔膜基材，以及覆盖隔膜基材的一表面的薄膜，薄膜为多孔薄膜；薄膜包括第一材料区、第二材料区和第三材料区，且第二材料区与第三材料区分设于第一材料区的两侧，并均与第一材料区相接；第一材料区的材料包括高分子聚合物；所述第二材料区的材料和所述第三材料区的材料均包括无机粒子，其中，所述第二材料区中所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上；和/或所述第三材料区中所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上。本申请提供的复合隔膜整体具有高破膜温度，且隔膜两端的边缘区域具有低热收缩率和高耐穿刺性。

Description

复合隔膜、电化学装置和终端设备

技术领域

本申请属于电池隔膜技术领域，尤其涉及一种复合隔膜，一种电化学装置以及一种终端设备。

背景技术

随着电动汽车、智能终端和电子移动装置的发展，锂离子电池成为电子产品和新能源汽车行业最重要的器件之一。隔膜作为分隔部件，用于将电池正负极隔离。作为锂离子电池五大主材之一，隔膜在电池安全中扮演中重要的角色。当前最常用的隔膜为聚乙烯隔膜，该隔膜的热收缩率通常为MD＞10％(130℃/1h)，TD＞10％(130℃/1h)；且该隔膜的破膜温度通常＜160℃。所以，当电池在高温条件下工作时，隔膜受热熔融且收缩严重。隔膜的破损，导致电池的正极和负极直接接触，促发了电池内部的严重短路，电池发生热失控。

为提升隔膜的热稳定性，隔膜基材的表面通常涂覆涂层，该涂层通常为无机陶瓷层(氧化硅、氧化铝和氧化镁等)、有机高分子粘性涂层(PVDF和PMMA等)或有机耐高温高分子涂层(PI和芳纶层等)。无机陶瓷层和有机耐高温高分子涂层用以提高隔膜基材的热稳定性，满足相关产品在高温应用场景中的可靠性和安全性，防止电池起火燃烧甚至***。有机高分子粘性涂层，用以改善和电极片的界面粘结性，提升电池整体硬度和强度，防止电芯变形，保证了电芯可靠性和安全性。但是，高分子材料如芳纶在高温下，高分子链的运动单元由之前的键长、键角转变为链段，分子链的运动加速，使得芳纶分子发生卷曲，导致热收缩偏高，该涂层的热收缩率达到6％(130℃/1h)甚至以上。因此，隔膜基材表面形成有机高分子粘性涂层的电池，在受热时隔膜易收缩导致电池头尾两端的内短路，该内短路发热严重会导致电池的大规模热失控。而且，高分子的穿刺强度较低，电池头尾处极片的毛刺极容易刺穿隔膜而使电池内部产生微短路，从而引发电池内部自放电。

发明内容

本申请的目的在于提供一种复合隔膜及其制备方法，以及含有上述复合隔膜的电化学装置和终端设备，旨在解决现有的电池隔膜中，隔膜基材表面的芳纶层热收缩率较高，且穿刺强度较低，增加电池头尾两端内短路和微短路风险，影响电池性能的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供一种复合隔膜，包括隔膜基材，以及覆盖所述隔膜基材的一表面的薄膜，所述薄膜为多孔薄膜；

所述薄膜包括第一材料区、第二材料区和第三材料区，且所述第二材料区与所述第三材料区分设于所述第一材料区的两侧，并均与所述第一材料区相接；

所述第一材料区的材料包括高分子聚合物，且所述高分子聚合物的含量为所述第一材料区的材料总质量的30％或以上，所述第一材料区的破膜温度大于260℃；

所述第二材料区的材料和所述第三材料区的材料均包括无机粒子；

其中，以所述第二材料区的总质量为100％计，所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上，所述第二材料区的破膜温度大于160℃，所述第二材料区的热收缩率小于3％@130℃1h；和/或

以所述第三材料区的总质量为100％计，所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上，所述第三材料区的破膜温度大于160℃，所述第三材料区的热收缩率小于3％@130℃1h。

本申请提供的复合隔膜，在隔膜基材表面设置薄膜，并在隔膜的不同区域形成不同的材料层。具体的，本申请薄膜的第一材料区即中间段区域含有含量高于30％或以上，且破膜温度大于260℃；同时，薄膜的第二材料区和第三材料区即薄膜两端区域的材料包括无机粒子，无机粒子有利于降低对应区域的热收缩率和提高对应区域的硬度。当第二材料区和/或第三材料区的无机粒子的质量百分含量为90％或以上，对应区域(第二材料区和/或第三材料区)的热收缩率小于3％@130℃1h。此外，所述第二材料区和所述第三材料区的破膜温度均大于160℃，从而使隔膜基材表面的薄膜整体具有良好的破膜温度。具有该特征的隔膜用于电池时，电池整体具有良好的耐热性能，不仅如此，由于电池头尾两端的隔膜热收缩率降低，可以降低电池头尾两端的内短路风险，特别是当头尾两端的隔膜表层薄膜中的无机粒子的质量百分含量均为90％或以上时，电池头尾两端的内短路风险可以显著减低，进而防止电池的大规模热失控；同时，电池头尾两端至少一端的隔膜具有良好的穿刺强度，从而减低由于电池头尾处极片残留的毛刺刺穿薄膜的风险，进而电池头尾两端的微短路概率，特别是当头尾两端的隔膜表层薄膜中的无机粒子的质量百分含量均为90％或以上时，可以显著降低电池内部的自放电风险。综上，含有该隔膜的电池，头尾两端的隔膜即便在高温条件下，仍能保持其完整性和强度，进而减少了电池在机械滥用或者热滥用(如高温)场景下由于隔膜发生热收缩、热破膜或毛刺及异物导致的电池短路风险，提高了电池的安全性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述无机粒子的中值粒径即D50小于0.5μm。在这种情形下，第二材料区和第三材料区中的无机粒子中小颗粒较多，整体颗粒度较小，对应的薄膜区域致密度高，有利于提高对应区域的膜层耐穿刺性。在一些可能的实施方式中，所述无机粒子的中值粒径即D50为0.1-0.3μm，此时，第二材料区和第三材料区中的无机粒子不仅小颗粒较多，而且均匀度较高，形成的膜层致密程度越高，具有高耐穿刺性和低热收缩率。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，组成所述第二材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，组成所述第三材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，组成所述第二材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上；且组成所述第三材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上。

当第二材料区的无机粒子和/或第三材料区的无机粒子满足上述情形时，由于无机粒子的粒度小且均匀度高，有利于形成平整度高、且铅笔硬度高的致密膜层，由此得到致密度和平整度高，且耐穿刺性好的第二材料区和/或第三材料区。将该隔膜用于电池时，将第二材料区和第三材料区设置在电池头尾两端，可以有效降低电池头尾两端中至少一端的热收缩率，并提高其耐穿刺性，从而改善电池的电化学性能和安全性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区和所述第三材料区中，从靠近所述第一材料区向远离所述第一材料区的方向，所述无机粒子的含量逐渐增加。在这种情形下，越靠近隔膜端部，无机粒子的含量越高，最边缘处的无机粒子含量最高，因此，最边缘处薄膜卷曲的风险最低，通过最大程度降低边缘区域的低热收缩率可以降低薄膜整体的热收缩率；同时，第二材料区和第三材料区靠近第一材料区的位置，可以通过适当降低无机粒子的含量，引入适量的其他材料如耐热高分子聚合物，来进一步提高该处的破膜温度，降低热滥用(如高温)场景下由于隔膜发生热破膜导致的电池短路风险。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第一粘结剂，且所述第一粘结剂的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第三材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第二粘结剂，且所述第二粘结剂的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第一粘结剂，且所述第一粘结剂的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％，所述第三材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第二粘结剂，且所述第二粘结剂的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

在上述三种情形中，通过在第二材料区和/或第三材料区的材料中，选择性地添加部分耐受160℃高温的粘结剂，来提高第二材料区和/或第三材料区的材料在隔膜基材表面的结合牢固度，特别是提高高温条件下材料在隔膜基材表面的结合牢固度，从而提高其在电池高温中的稳定性。不仅如此，由于粘结剂的耐热温度高，因此，该区域的破膜温度增强，可以提高隔膜整体的耐高温性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第一粘结剂、所述第二粘结剂各自独立地选自聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚乙烯-乙酸乙烯的共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。上述第一粘结剂、第二粘结剂具有较好的粘结性能，能将第二材料区、第三材料区的无机粒子粘结并固定在隔膜基材的表面；同时，上述粘结剂还具有较高的耐高温性能，从而可以在将隔膜用于电池时应对高温环境，以便在电池遭受热滥用(如高温)时保持膜层完整性和均匀性。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第三材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％；所述第三材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

在上述三种情形中，通过在第二材料区、第三材料区的材料中添加部分破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，进一步提高第二材料区、第三材料区的破膜温度。但第二材料区、第三材料区中高分子聚合物含量过高时，会影响第二材料区、第三材料区的收缩率和致密性，进而影响耐穿刺性。因此，高分子聚合物在第二材料区、第三材料区的质量百分含量为0～5％。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第一材料区的材料，还包括所述无机粒子和/或耐受160℃的粘结剂。通过在第一材料区添加耐受160℃的粘结剂，可以提高高分子聚合物在隔膜基材表面的粘结性。在第一材料区添加无机粒子，可以改善第一材料区的热收缩效率。特别的，当第一材料区的材料含有无机粒子时，粘结剂还可以提高无机粒子与高分子聚合物之间的粘结性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述薄膜的厚度为1～5μm。设置两种不同材料差异的分区薄膜的厚度在此范围内，可以在提高耐穿刺性和低收缩率的同时，以保证良好的能量密度。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，将从所述第一材料区到所述第三材料区的方向设定为所述复合隔膜的宽度所在的方向，所述第二材料区的宽度为所述复合隔膜总宽度的0.2％～20％，所述第三材料区的宽度为所述复合隔膜总宽度的0.2％～20％。在这种情况下，隔膜宽度方向的两端边缘各有0.2％～20％的区域被以无机粒子为主的材料层保护，该区域热收缩率降低，穿刺性能提高。在将该复合隔膜与电池电极片制作卷芯时，正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电池发生自放电的概率。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区的宽度为0.2mm或以上，所述第三材料区的宽度为0.2mm或以上。在这种情况下，隔膜宽度方向的两端边缘各有0.2mm或以上的区域被以无机粒子为主的材料层保护，能够保护常规电池头尾两端发生内短路或微短路的区域，有效防止含有该隔膜的电池头尾两端发生微短路或内短路，提高电池的安全性能和电化学性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第二材料区和所述第三材料区的铅笔硬度大于所述第一材料区的铅笔硬度，且所述第二材料区和/或所述第三材料区的铅笔硬度均大于或等于3H。在这种情形下，第二材料区和第三材料区耐穿刺性提高。特别是当第二材料区和第三材料区的铅笔硬度均大于或等于3H时，第二材料区和第三材料区的耐穿刺性显著提高，从而使得含有该隔膜的电池，头尾两端的隔膜不容易被毛刺及异物刺破，降低由此造成的电池短路风险，提高了电池的安全性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述无机粒子选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钡、氧化镁、氧化铍、氧化钙、氧化钍、氮化铝、氮化钛、勃母石、磷灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、氮化硼、碳化硅、氮化硅、立方氮化硼、六方氮化硼、石墨、石墨烯、介孔分子筛中的至少一种。上述无机粒子耐热性能好，形成薄膜后，具有优异的低热收缩率和高耐穿刺性，作为电池隔膜两端的主要材料，有利于解决电池隔膜两端微短路或内短路的问题。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚苯乙烯、芳纶、聚丙烯酸酯或其改性物、聚酯、聚芳酯、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑中的至少一种。上述高分子聚合物具有阻燃性，该阻燃性使得形成的薄膜具有较高的破膜温度，如破膜温度＞260℃。

本申请实施例提供的实施情形，针对电池机械滥用及热滥用薄弱处，降低隔膜的热收缩率，提高耐穿刺性能，从而改善隔膜的机械滥用性能和热滥用性能。

作为本申请复合隔膜的一种可能的实施情形，所述第一材料区的主要材料为芳纶，且所述芳纶的含量为所述第一材料区的材料总质量的30％或以上；所述第二材料区和所述第三材料区的材料均包含无机粒子和耐受160℃或以上的高温粘结剂，且所述第二材料区中所述无机粒子的含量为所述第二材料区的材料总质量的90％或以上，所述第三材料区中所述无机粒子的含量为所述第三材料区的材料总质量的90％或以上；

所述第二材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的90％或以上；所述第三材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的90％或以上。

该情形下的复合隔膜，具有大于200℃的破膜温度，隔膜两端部的破膜温度高于260℃，使含有该隔膜的电池在收到热滥用和机械滥用时不融化，能有效隔绝电池的正极和负极，避免正负极的直接接触而发生剧烈的内短路，提升了电池安全。不仅如此，在将复合隔膜的第二材料区和第三材料区设置在电池TD方向的两端时，由于隔膜在TD方向边缘处的无机粒子较高，且粒度小，此时形成的膜层致密度高，热收缩率低，且耐穿刺性能强，从而能有效减少隔膜边缘在电池可靠性测试(如跌落、滚筒等)、机械滥用或者热滥用中的收缩，减少电池发生短路的概率，减少了电池在以上场景中的热失控概率。此外，第二材料区和第三材料区的无机粒子由耐高温粘结剂粘合，该粘结剂在高温下仍保持粘合特性，有利于提高隔膜的破膜温度和结合牢固度。在将该复合隔膜与电池电极片制作卷芯时，正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电池发生自放电的概率。

本申请还提供了一种复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

通过连续涂覆或跳涂在隔膜基材一表面的两端边缘涂覆无机粒子混合物浆料，所述表面剩余区域涂覆高分子聚合物浆料；

经干燥处理，在所述得到在隔膜基材一表面形成多孔薄膜，制得所述复合隔膜。

本申请第二方面提供一种电化学装置，包括正极片、负极片、电解液和设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述隔膜为本申请第一方面所述的复合隔膜，且所述复合隔膜中的所述第二材料区和所述第三材料区分别位于所述电化学装置TD方向的两端边缘。

本申请提供的电化学装置含有上述复合隔膜，该复合隔膜在TD方向边缘处的热收缩率降低，耐穿刺性能强。含有该复合隔膜的电化学装置，能有效减少隔膜边缘在电池可靠性测试(如跌落、滚筒等)、机械滥用或者热滥用中的收缩，减少电池发生短路的概率，减少了电池在以上场景中的热失控概率。在将该复合隔膜与电极片制作卷芯的过程中，由于正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电化学装置发生自放电的概率。

作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述复合隔膜的至少一表面设置有至少一层聚合物层。聚合物层可以改善复合隔膜和电极片之间的界面粘结性，提升电化学装置整体硬度和强度，防止电芯变形。

作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述聚合物层为PVDF、PMMA、多巴胺、CMC、SBR、PTFE和PVA中的至少一种形成的材料层。作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述聚合物层为PVDF、PMMA、多巴胺、CMC、SBR、PTFE和PVA中的至少两种形成的聚合物叠层，且组成聚合叠层中的聚合物，可以为上述聚合物中的一种或多种。上述聚合物材料能够提高含有第一方面能提供的复合薄膜和电极片之间的结合强度，保持电化学装置的结构稳定。

作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述电化学装置为锂二次电池、钾二次电池、钠二次电池、锌二次电池、镁二次电池或铝二次电池。

作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述电化学装置的结构为卷绕结构、叠片结构中的一种或多种。

作为本申请电化学装置的一种可能的实施情形，所述电化学装置还包括封装壳，且一个或多个电化学装置单元封装于所述封装壳内。

本申请第三方面提供一种终端设备，包括壳体和收容于所述壳体内的电子元器件和电化学装置，所述电化学装置为本申请第一方面提供的电化学装置，且所述电化学装置用于为所述电子元器件供电。

作为本申请终端设备的一种可能的实施情形，所述终端设备为电脑、手机、平板、穿戴产品、电动车。

附图说明

图1是本申请实施例提供的手机的***结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电化学装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的复合隔膜的表面薄膜的分区示意图；

图4是本申请实施例提供的复合隔膜的纵向截面示意图；

图5是本申请实施例提供的在无机粒子中添加粘结剂的形貌结构示意图；

图6是本申请实施例提供的使用该复合隔膜的电化学装置示意图；

图7是本申请实施例提供的复合隔膜的制备工艺流程图。

具体实施情形

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

术语“MD”为“Machine direction”的缩写，表示机械方向；

术语“TD”为“Transverse direction”的缩写，表示垂直于机械方向；

术语“SOC”为“State of charge”的缩写，表示荷电状态；

术语“PVDF”为“polyvinylidenefluoride”的缩写，表示聚二偏氟乙烯；

术语“PMMA”为“polymethyl methacrylate”的缩写，表示聚甲基丙烯酸甲酯；

术语“SBR”为“Styrene-butadiene”的缩写，表示丁苯橡胶；

术语“NMP”为“N-Methyl-2-pyrrolidone”的缩写，表示N-甲基吡咯烷酮，也称1-甲基2-吡咯烷酮；

术语“CNTs”为“Carbon nanotubes”的缩写，表示碳纳米管；

术语“CMC”为“Carboxymethyl Cellulose”的缩写，表示羧甲基纤维素；

术语“SP”为“Super P”的缩写，表示导电炭黑；

术语“PTFE”为“Polytetrafluoroethylene”的缩写，表示聚四氟乙烯；

术语“PVA”为“Polyvinyl alcohol”的缩写，表示聚乙烯醇。

术语“PI”为“Polyimide”的缩写，表示聚酰亚胺。

术语“电池”的英文表示为“Battery”，是指：利用两个电极的电势不同，产生电势差，从而使电子流动，产生电流的装置，该装置可以将化学能转变成电能。

术语“正极”的英文表示为“Cathode”。原电池中，正极是指电流流出或电势较高的电极，正极得到电子起还原作用；在电解池中，正极为与电源正极相连的电极，失去电子起氧化作用。

术语“负极”的英文表示为“Anode”。原电池中，负极是指电流流入的电极或电势较低的电极，负极失去电子起氧化作用；在电解池中，负极为与电源负极相连的电极，得到电子起还原作用。

术语“电解质”的英文表示为“Electrolyte”，是指：在电池正负极之间提供离子交换的媒介。

术语“隔膜”的英文表示为“Separator”，是指：用于分隔电芯中的正极和负极、防止正负极直接接触而短路的介质。隔膜的基本特性是具有多孔性(可提供离子传输的通道)和电子绝缘性(防止漏电)。

术语“隔膜基材”的英文表示为“base separator”，是指：隔膜中的微孔膜部分。隔膜基材可以提供多孔性和绝缘性，可以被单独使用在电芯中作为隔膜使用。

术语“热滥用”的英文表示为“Heat abuse”，是指：电芯在热(或高温)方面的滥用测试，比如热箱测试(高温≥130℃烘烤电芯)。

术语“机械滥用”的英文表示为“Machenical abuse”，可以指电芯在机械方面的滥用。可以使用针刺测试、撞击测试等对电芯进行有关机械滥用的测试。

术语“穿刺强度”的英文表示为“Puncture strength”，可以指，采用直径为1.0mm的球形钢针以300±10mm/min的速度顶刺隔膜，钢针穿透隔膜所需的力即为隔膜的穿刺强度。

术语“热收缩率”的英文表示为“Heat shrinkage”，表示加热前后隔膜在纵/横(纵向MD，即沿隔膜的长边方向；横向TD，相对于MD垂直，即沿隔膜的短边方向)方向上的尺寸变化率。热收缩率的测试方法可以包括：测量隔膜在纵/横(MD/TD)方向上的尺寸；将在纵/横(MD/TD)方向上具有一定尺寸的隔膜放置在恒温箱中；加热恒温箱至特定温度；测量加热后隔膜在纵/横(MD/TD)方向上的尺寸。

术语“破膜温度”的英文表示为“Rupture temperature”，表示隔膜熔融到一定程度发生破裂导致电池局部或全面短路时的温度。

术语“D50”是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。其物理意义为：粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D50也叫中位径或中值粒径。

术语“铅笔硬度”的英文表示为“pencil hardness”，铅笔硬度又称涂膜硬度铅笔测定法，是一种标定涂膜硬度的测试方法和量度体系。按工业标准，铅笔硬度等级划分成13个等级，从最硬的6H逐级递减经5H、4H、3H、2H、H，再经软硬适中的HB，然后从B、2B到最软的6B。其中，H代表硬度(hardness)，B代表黑度(black)。从6H到6B硬度依次降低。

应当理解的是，本申请实施例中，“n％@130℃1h”是表示涂层在温度为130℃的条件下加热一小时的热收缩率为n％，以“3％@130℃1h”为例，表示：将复合隔膜在130℃加热1小时，复合隔膜的热收缩率小于3％。

本申请实施例提供一种终端设备，该终端设备可以为移动终端，也可以为固定终端。示例性的，终端设备可以为手机、平板、电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(PDA)、行车记录仪、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线U盘、蓝牙音响/耳机、或车载前装等具有电化学装置的移动或固定终端。

本申请实施例中，终端设备包括壳体，以及收容于壳体内的电子元器件和电化学装置。本申请实施例中，电化学装置用于为电子元器件供电，可以为电池。示例性的，电化学装置可以为锂二次电池、钾二次电池、钠二次电池、锌二次电池、镁二次电池或铝二次电池。

以手机为例，参考图1的结构示意图，手机可以包括：手机壳10和显示屏20，手机壳10，手机壳10包括后盖11；电路板30和电池40，且电路板30和电池40设置于手机壳10和显示屏20之间。手机壳10可包括中框12，电路板30和电池40可以设置在中框20上，例如，电路板30与电池40设置在中框12朝向后盖11的一面上；或者电路板30与电池40可以设置在中框12朝向显示屏20的一面上。

本申请实施例中，电化学装置包括正极片、负极片、电解液和设置在正极片和负极片之间的隔膜。图2所示，正极片41、负极片42和隔膜43按照正极片41、隔膜43、负极片42、隔膜43的顺序叠加，形成一个叠层单元。电化学装置的结构为卷绕结构、叠片结构中的一种或多种。当电化学装置的结构为卷绕结构时，一个叠层单元绕卷形成卷绕的电芯结构。当电化学装置的结构为叠片结构时，多个叠层单元同个隔膜层叠形成叠片的电芯结构，即正极片和负极片始终通过隔膜分开，以防止正负极之间锻炼。

应当理解的是，为了避免电化学装置中正极片和负极片之间的短路，可以将隔膜的宽度增加，使其在隔膜的两端分别延伸，并超过正极片和负极片的宽度，如图2所示。

在叠层单元形成的电芯结构中引入电解液后，可以形成一个电化学装置单元，其中，电解液设置在正极片和负极片之间。本申请实施例中，电化学装置中的电解液可以为固态电解液，也可以为液态电解液。

在一种可能的实施方式中，电化学装置还包括封装壳，且一个或多个电化学装置单元封装于封装壳内。

具体的，电化学装置中，正极片和负极片的类型，可以根据电化学装置的类型进行选定，此处不再展开。正极片和负极片的设置，没有严格限制。在一些实施例中，正极片包括正极集流体，以及结合在正极集流体至少一侧表面的正极活性材料层；在另一些实施例中，正极片可以为一体化电极片，即正极片不单独设置正极集流体，而是以含有正极活性材料的极片直接作为正极片。类似的，在一些实施例中，负极片包括负极集流体，以及结合在负极集流体至少一侧表面的负极活性材料层；在另一些实施例中，负极片可以为一体化电极片，即负极片不单独设置负极集流体，而是以含有负极活性材料的极片直接作为负极片。

隔膜通常包括隔膜基材。在隔膜基材表面形成有机高分子粘性涂层，可以有效提高隔膜的破膜温度。但是，有机高分子粘性涂层在受热时容易发生热收缩，其中以隔膜边缘的热收缩最明显。有机高分子粘性涂层的热收缩，使隔膜基材失去耐热材料的保护，导致电池头尾两端的内短路，该内短路发热严重会导致电池的大规模热失控。不仅如此，有机高分子粘性涂层的穿刺强度较低，电池头尾处极片残留的毛刺容易刺穿有机高分子粘性涂层，造成电池头尾两端的微短路，从而引发电池内部自放电。

无机陶瓷颗粒具有高耐热性能，同时具有较低的热收缩率。将无机陶瓷颗粒通过高温粘结剂粘结在隔膜基材的表面，由此形成的涂层，能提升隔膜的耐热性能，可以有效改善隔膜的热收缩性能，使隔膜的高温热收缩率降至4％@130℃1h以下。但是，涂层的破膜温度较低，通常低于160℃，难以满足电池的耐高温需求。研究发现，在高分子材料如芳纶中添加少量如0.5-10wt％的无机陶瓷纳米颗粒，陶瓷颗粒在高分子材料链中起到刚性支撑的作用，可以一定程度缓解高分子涂层的热收缩率。尽管如此，该方法仍然不能有效解决高分子材料如芳纶的热收缩率高的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种新型的隔膜。该隔膜为复合隔膜，由隔膜基材和隔膜基材表面的多孔薄膜组成。应当理解的是，将该复合隔膜用于电池与正极片和负极片叠合时，复合隔膜没有正反面之分，即复合隔膜中，隔膜基材可以与正极片接触(此时，多孔薄膜与负极片接触)，也可以与负极片接触(此时，多孔薄膜与正极片接触)。

本申请实施例中，隔膜基材为多孔薄膜，薄膜的多孔结构能够为电池中的离子传输提供传输通道，使隔膜基材作为复合隔膜的主要功能层，发挥分隔电芯中的正极和负极的作用，防止正负极直接接触而短路。

本申请实施例中，组成隔膜基材的材料主要为高分子聚合物。在一些实施方式中，组成隔膜基材的材料选自闭孔温度为150±15℃的聚合物。此时，隔膜基材具有较低的闭孔温度，当电池温度升至该温度时，聚合物熔融，隔膜基材的微孔关闭，从而切断电池的离子传输回路，使电池失去活性，保证了电池安全。

在一种可能的实施方式中，组成隔膜基材的材料选自聚烯烃、聚烯烃衍生物中的至少一种。由于聚烯烃具有多孔特性，因此，聚烯烃又称多孔聚烯烃，其能为离子传输提供通道；同时，聚烯烃具有电子绝缘性，作为隔膜可以有效防止电池漏电。此外，聚烯烃形成的聚合物层的闭孔温度在140℃左右，隔膜中含聚烯烃层的电池温度达到该温度时，隔膜基材的微孔关闭，切断离子传输回路，使电池失去活性，保证了电池安全；聚烯烃层较好的机械特性，使得隔膜在电池叠片和卷绕工艺中，能满足工程化需求。

示例性的，隔膜基材的材料包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚1-戊烯、聚1-己烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚1-辛烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

在一些实施例中，隔膜基材采用一种聚烯烃材料制备。在一些实施例中，隔膜基材采用两种或两种以上的聚烯烃形成的组合物制成。该实施例中，两种或两种以上的聚烯烃，可以是两种或两种以上不同类型的聚烯烃材料，示例性的，隔膜基材的聚烯烃材料为聚乙烯和聚丙烯的组合物；也可以是两种或两种以上类型相同，但粘均分子量不同的聚烯烃，示例性的，隔膜基材的聚烯烃材料为粘均分子量不同的多种聚乙烯的组合物。

在一些实施方式中，隔膜基材的厚度为0.2～20μm。由于本申请实施例在聚烯烃层的一层表面形成了具有高耐热性的薄膜，提高了隔膜基材的破膜温度和热收缩性能，因此，本申请提供的隔膜基材的厚度可低至0.2μm，厚度在0.2～20μm的多隔膜基材，均能够有效隔绝电池正负极。示例性的，隔膜基材的厚度可以为0.2μm、0.5μm、0.8μm、1.0μm、2.0μm、3.0μm、4.0μm、5.0μm、6.0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm、10.0μm、11.0μm、12.0μm、13.0μm、14.0μm、15.0μm、16.0μm、17.0μm、18.0μm、19.0μm、20.0μm。在一些实施方式中，隔膜基材的厚度为0.5～17μm。

本申请实施例中，在隔膜基材的一表面，覆盖一层薄膜，用于增强隔膜的性能，示例性的，提高隔膜的耐热性、粘接性等。该薄膜具有多孔结构，从而能够为电池中的离子传输提供传输通道。

本申请实施例复合隔膜中，如图3所示，薄膜432分成三个材料区，分别为第一材料区4321、第二材料区4322和第三材料区4323，且三个材料区在复合隔膜中的位置关系为：第二材料区4322与第三材料区4323分设于第一材料区4321的两侧，并均与第一材料区4321相接。当将该复合隔膜用于电池时，第一材料区4321位于电池TD方向的中间区域，第二材料区4322与第三材料区4323位于电池TD方向两端的边缘区域。图4显示了含有该薄膜的复合隔膜的纵向截面图，如图所示，复合隔膜43包括隔膜基材431和结合在隔膜基材431表面的多孔薄膜432，第二材料区4322与第三材料区4323位于电池TD方向两端的边缘区域，第一材料区4321位于第二材料区4322与第三材料区4323之间。

在一种可能的实施方式中，薄膜由高分子聚合物、无机粒子和粘结剂组成。通过对薄膜的三个区域布置不同的材料，在保证薄膜在具有良好的耐热性能的前提下，提高电池在使用过程中隔膜头尾两端的耐穿刺性能，并降低边缘区域的热收缩率，以更好地防止电池头尾两端发生微短路或内短路的风险，提高电池安全性能。具体的，通过布置不同的材料将薄膜分区，使薄膜第一材料区的破膜温度大于260℃，第二材料区和/或第三材料区的破膜温度均大于160℃；第二材料区和/或第三材料区的热收缩率均小于3％@130℃1h，第二材料区和第三材料区的铅笔硬度大于第一材料区的铅笔硬度。具有该特征的隔膜用于电池时，电池整体具有良好的耐热性能，不仅如此，由于电池头尾两端的隔膜热收缩率降低，可以降低电池头尾两端的内短路风险，特别是当头尾两端的隔膜表层薄膜中的无机粒子的质量百分含量均为90％或以上时，电池头尾两端的内短路风险可以显著减低，进而防止电池的大规模热失控；同时，电池头尾两端至少一端的隔膜的高铅笔强度赋予其良好的穿刺强度，从而减低由于电池头尾处极片残留的毛刺刺穿薄膜的风险，进而电池头尾两端的微短路概率，特别是当头尾两端的隔膜表层薄膜中的无机粒子的质量百分含量均为90％或以上时，可以显著降低电池内部的自放电风险。

本申请实施例中，第一材料区为隔膜基材表面薄膜的主要区域，用于提高隔膜的耐高温性能，特别是提高隔膜的破膜温度。在一种可能的实施方式中，第一材料区的主要材料为高分子聚合物。该高分子聚合物选自耐高温的高分子聚合物，且高分子聚合物的含量为第一材料区的材料总质量的30％或以上，由此形成的第一材料区的破膜温度为260℃或以上。由此形成的第一材料区，在电池工作过程中，隔膜能够耐受260℃或以上的高温而不破膜，从而提高电池的高温安全性能。示例性的，高分子聚合物的含量可以为第一材料区的材料总质量的30％、35％、40％、45％、50％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、99％、99.5％、100％等具体情形。在一些实施例中，高分子聚合物的含量可以为第一材料区的材料总质量50％或以上。在优选实施例中，高分子聚合物的含量可以为第一材料区的材料总质量80％或以上。

在一些实施例中，高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚苯乙烯、芳纶、聚丙烯酸酯或其改性物、聚酯、聚芳酯、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑中的至少一种。上述高分子聚合物具有阻燃性，该阻燃性使得形成的第一材料区具有较高的破膜温度，如破膜温度＞260℃。

在一种可能的实施方式中，第一材料区的材料，还包括无机粒子。通过在第一材料区添加添加无机粒子，可以改善第一材料区的热收缩效率。在一些实施例中，第一材料区中无机粒子的含量为第一材料区的材料总质量的20％或以下，从而在一定程度降低第一材料区热收缩率的同时，降低无机粒子对高分子聚合物形成的第一材料区的破膜温度的影响。

示例性的，无机粒子选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钡、氧化镁、氧化铍、氧化钙、氧化钍、氮化铝、氮化钛、勃母石、磷灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、氮化硼、碳化硅、氮化硅、立方氮化硼、六方氮化硼、石墨、石墨烯、介孔分子筛中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，第一材料区的材料，还包括耐受160℃的粘结剂，用于提高高分子聚合物在隔膜基材表面的粘结性。由于粘结剂选择能耐受160℃的耐高温粘结剂，因此能够满足复合隔膜耐160℃高温的性能需求。特别的，当第一材料区的材料含有无机粒子时，粘结剂还可以提高无机粒子与高分子聚合物之间的粘结性能。在一些实施例中，第一材料区中粘结剂的含量为第一材料区的材料总质量的5％或以下，从而在提高高分子聚合物在隔膜基材表面的粘结性的同时，降低粘结剂对高分子聚合物形成的第一材料区的破膜温度的影响。

示例性的，粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚乙烯-乙酸乙烯的共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。上述粘结剂具有较好的粘结性能，能提高高分子聚合物粘结在隔膜基材表面的结合牢固度；同时，上述粘结剂还具有较高的耐高温性能，从而可以在将隔膜用于电池时应对高温环境，以便在电池遭受热滥用(如高温)时保持膜层完整性和均匀性。

在一种可能的实施方式中，第一材料区的材料，还包括耐受160℃的粘结剂和无机粒子，且高分子聚合物的含量为第一材料区的材料总质量的30％或以上，高分子聚合物的含量优选为第一材料区的材料总质量的50％或以上。由于薄膜中第一材料区的区域范围较大，通过调控该区域中高分子聚合物的含量，从而赋予薄膜整体良好的耐热性能如破膜温度。

本申请实施例中，第一材料区用于覆盖隔膜基材表面除两端边缘以外的所有区域。在一种可能的实施方式中，将从第一材料区到第三材料区的方向设定为复合隔膜的宽度所在的方向，以复合隔膜的宽度为1计，第一材料区的宽度为60％～99.6％，以使得复合隔膜整体具有较好的耐热性能。

本申请实施例中，第二材料区和第三材料区设置在隔膜基材表面靠近两端的边缘区域，用于提高该区域的耐穿刺性能，降低热收缩性能，以应对电池应用过程中，该区域容易发生热收缩导致电池内短路的问题，以及电极片残存的毛刺在区域刺破隔膜，造成微短路的问题。

隔膜为本申请第一方面的复合隔膜，且复合隔膜中的第二材料区和第三材料区分别位于电化学装置TD方向的两端边缘。

本申请实施例中，第二材料区和第三材料区的材料均含有无机粒子，无机粒子用于提高第二材料区和第三材料区的耐穿刺性，并降低该区域的热收缩率。在第一种可能的实施方式中，第三材料区的主要材料为无机粒子，且第二材料区中无机粒子的质量百分含量为90％或以上。示例性的，无机粒子的含量为第二材料区的材料总质量的90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％等具体情形。在第二种可能的实施方式中，第三材料区的主要材料为无机粒子，且第三材料区中无机粒子的质量百分含量为90％或以上。示例性的，无机粒子的含量为第三材料区的材料总质量的90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％等具体情形。上述两种情形中，至少第二材料区和第三材料区中的一个材料区可以形成以无机粒子为主的致密膜层。由此可以改善隔膜近端部至少一侧边缘区域的热收缩率，而且提高膜层的铅笔硬度使其≥3H，隔膜两端边缘区域的耐穿刺性增强。

在第三种可能的实施方式中，第二材料区和第三材料区的主要材料为无机粒子，且第二材料区中无机粒子的质量百分含量为90％或以上，第三材料区中无机粒子的质量百分含量为90％或以上。示例性的，无机粒子的含量为第二材料区的材料总质量的90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％等具体情形，且无机粒子的含量为第三材料区的材料总质量的90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％等具体情形。在这种情形下，分设于第一材料区两侧的第二材料区和第三材料区的材料含有质量百分含量为90％或以上的无机粒子，高含量的无机粒子提高膜层的致密度，不仅改善了隔膜近端部边缘区域的热收缩率，而且提高膜层的铅笔硬度使其≥3H，隔膜两端边缘区域的耐穿刺性增强，从而使得含有该隔膜的电池，头尾两端的隔膜即便在高温条件下，仍能保持其完整性和强度，进而减少了电池在机械滥用或者热滥用(如高温)场景下由于隔膜发生热收缩、热破膜或毛刺及异物导致的电池短路风险，提高了电池的安全性能。

在一种可能的实施方式中，第二材料区和/或第三材料区的铅笔硬度均大于或等于3H。在这种情形下，第二材料区和第三材料区耐穿刺性提高。特别是当第二材料区和第三材料区的铅笔硬度均大于或等于3H时，第二材料区和第三材料区的耐穿刺性显著提高，从而使得含有该隔膜的电池，头尾两端的隔膜不容易被毛刺及异物刺破，降低由此造成的电池短路风险，提高了电池的安全性能。在一种可能的实施方式中，无机粒子在第二材料区的含量与无机粒子在第三材料区的含量相同。

在一种可能的实施方式中，第二材料区和第三材料区中，从靠近第一材料区向远离第一材料区的方向，无机粒子的含量逐渐增加。在这种情形下，越靠近隔膜端部，无机粒子的含量越高，最边缘处的无机粒子含量最高，因此，最边缘处薄膜卷曲的风险最低，通过最大程度降低边缘区域的低热收缩率可以降低薄膜整体的热收缩率；同时，第二材料区和第三材料区靠近第一材料区的位置，可以通过适当降低无机粒子的含量，引入适量的其他材料如耐热高分子聚合物，来进一步提高该处的破膜温度，降低热滥用(如高温)场景下由于隔膜发生热破膜导致的电池短路风险。

在一种可能的实施方式中，无机粒子选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钡、氧化镁、氧化铍、氧化钙、氧化钍、氮化铝、氮化钛、勃母石、磷灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、氮化硼、碳化硅、氮化硅、立方氮化硼、六方氮化硼、石墨、石墨烯、介孔分子筛中的至少一种。上述无机粒子耐热性能好，形成薄膜后，具有优异的低热收缩率和高耐穿刺性，作为电池隔膜两端的主要材料，有利于解决电池隔膜两端微短路或内短路的问题。

为了提高第二材料区和第三材料区的膜层致密性，使得该区域的涂层能够更好地发挥低热收缩率和高耐穿刺性的效果，在一种可能的实施方式中，无机粒子的中值粒径即D50小于0.5μm。在这种情形下，第二材料区和第三材料区中的无机粒子中小颗粒较多，整体颗粒度较小，对应的薄膜区域致密度高，有利于提高对应区域的膜层耐穿刺性。

在一些可能的实施方式中，无机粒子的中值粒径即D50为0.1～0.3μm，此时，第二材料区和第三材料区中的无机粒子不仅小颗粒较多，而且均匀度较高，形成的膜层致密程度越高，具有高耐穿刺性和低热收缩率。

第二材料区和第三材料区中，粒径小于或等于0.3μm的小颗粒无机粒子越多，越有利于形成致密膜层，进而有利于降低该区域的热收缩率，提高耐穿刺性。在一种可能的实施方式中，第二材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上；在一种可能的实施方式中，第三材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上。在一种可能的实施方式中，第二材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上；第三材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上。当第二材料区的无机粒子和/或第三材料区的无机粒子满足上述情形时，由于无机粒子的粒度小且均匀度高，有利于形成平整度高、且铅笔硬度高的致密膜层，由此得到致密度和平整度高，且耐穿刺性好的第二材料区和/或第三材料区。将该隔膜用于电池时，将第二材料区和第三材料区设置在电池头尾两端，可以有效降低电池头尾两端中至少一端的热收缩率，并提高其耐穿刺性，从而改善电池的电化学性能和安全性能。

由于无机粒子为固体颗粒，其本身成膜性较差，因此，本申请实施例通过在无机粒子中添加粘结剂使其在隔膜基材表面形成牢固的涂层。在一种可能的实施方式中，第二材料区的材料包括耐受160℃高温的第一粘结剂，且第一粘结剂的质量为第二材料区的材料总质量的0～5％。在一种可能的实施方式中，第三材料区的材料包括耐受160℃高温的第二粘结剂，且第二粘结剂的质量为第三材料区的材料总质量的0～5％。在一种可能的实施方式中，第二材料区的材料包括耐受160℃高温的第一粘结剂，且第一粘结剂的质量为第二材料区的材料总质量的0～5％，第三材料区的材料包括耐受160℃高温的第二粘结剂，且第二粘结剂的质量为第三材料区的材料总质量的0～5％。在上述实施情形中，如图5所示，无机粒子通过粘结剂粘结形成稳固的结构。由此得到的第二材料区、第三材料区，在隔膜基材表面结合牢固，从而提高其在电池使用过程中的稳定性。不仅如此，由于粘结剂的耐热温度高，因此，该区域的破膜温度增强，可以提高隔膜整体的耐高温性能。

示例性的，第一粘结剂、第二粘结剂各自独立地选自聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚乙烯-乙酸乙烯的共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。上述第一粘结剂、第二粘结剂具有较好的粘结性能，能将第二材料区、第三材料区的无机粒子粘结并固定在隔膜基材的表面；同时，上述粘结剂还具有较高的耐高温性能，从而可以在将隔膜用于电池时应对高温环境，以便在电池遭受热滥用(如高温)时保持膜层完整性和均匀性。

为了提高第二材料区、第三材料区与第一材料齐的连续性，本申请实施例可以在第二材料区和/或第三材料区的材料中添加部分高分子聚合物。在一种可能的实施方式中，第二材料区的材料包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且高分子聚合物的质量为第二材料区的材料总质量的0～5％。在一种可能的实施方式中，第三材料区的材料包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且高分子聚合物的质量为第三材料区的材料总质量的0～5％。在一种可能的实施方式中，第二材料区的材料包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且高分子聚合物的质量为第二材料区的材料总质量的0～5％；第三材料区的材料包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且高分子聚合物的质量为第三材料区的材料总质量的0～5％。

在上述情形中，通过在第二材料区和/或第三材料区的材料中添加部分破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，使第一材料区与第二材料区、第三材料区在材料上具有过渡性，从而提高三个区域的膜层连续性。不仅如此，通过添加高分子聚合物还可以提高进一步提高第二材料区、第三材料区的破膜温度。但第二材料区、第三材料区中高分子聚合物含量过高时，会影响第二材料区、第三材料区的收缩率和致密性，进而影响耐穿刺性。因此，高分子聚合物在第二材料区、第三材料区的质量百分含量为0～5％。

在一种可能的实施方式中，将从第一材料区到第三材料区的方向设定为复合隔膜的宽度所在的方向，以复合隔膜的宽度为1计，第二材料区的宽度为复合隔膜总宽度的0.2％～20％，第三材料区的宽度为复合隔膜总宽度的0.2％～20％。在这种情况下，隔膜宽度方向的两端边缘各有0.2％～20％的区域被以无机粒子为主的材料层保护，该区域热收缩率降低，穿刺性能提高。在将该复合隔膜与电池电极片制作卷芯时，正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电池发生自放电的概率。

在一种可能的实施方式中，第二材料区的宽度为0.2mm或以上，第三材料区的宽度为0.2mm或以上。在这种情况下，隔膜宽度方向的两端边缘各有0.2mm或以上的区域被以无机粒子为主的材料层保护，能够保护常规电池头尾两端发生内短路或微短路的区域，有效防止含有该隔膜的电池头尾两端发生微短路或内短路，提高电池的安全性能和电化学性能。

在一种可能的实施方式中，薄膜的厚度为1～5μm。设置两种不同材料差异的分区薄膜的厚度在此范围内，可以在提高耐穿刺性和低收缩率的同时，以保证良好的能量密度。若薄膜的厚度高于5μm，保持电池良好的能量密度的优势丧失。示例性的，薄膜的厚度可以为1μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等具体情形。

作为本申请的一种优选实施方式，第一材料区的主要材料为芳纶，且芳纶的含量为第一材料区的材料总质量的30％或以上；第二材料区和第三材料区的材料均为无机粒子和耐受160℃或以上的高温粘结剂，且第二材料区中无机粒子的含量为第二材料区的材料总质量的90％或以上，第三材料区中无机粒子的含量为第三材料区的材料总质量的90％或以上；

第二材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上；第三材料区的无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占无机粒子总质量的80％或以上。

该情形下的复合隔膜，具有大于200℃的破膜温度，隔膜两端部的破膜温度高于260℃，使含有该隔膜的电池在收到热滥用和机械滥用时不融化，能有效隔绝电池的正极和负极，避免正负极的直接接触而发生剧烈的内短路，提升了电池安全。不仅如此，在将复合隔膜的第二材料区和第三材料区设置在电池TD方向的两端时，由于隔膜在TD方向边缘处的无机粒子较高，且粒度小，此时形成的膜层致密度高，热收缩率低，且耐穿刺性能强，从而能有效减少隔膜边缘在电池可靠性测试(如跌落、滚筒等)、机械滥用或者热滥用中的收缩，减少电池发生短路的概率，减少了电池在以上场景中的热失控概率。此外，第二材料区和第三材料区的无机粒子由耐高温粘结剂粘合，该粘结剂在高温下仍保持粘合特性，有利于提高隔膜的破膜温度和结合牢固度。在将该复合隔膜与电池电极片制作卷芯时，正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电池发生自放电的概率。

应当理解的是，本申请实施例提供的薄膜，能够通过贴覆的方式附着在隔膜基材表面。

采用本申请实施例得到的复合隔膜，与正极片和负极片形成的电芯，结构可以如图6所示。

本申请实施例提供的复合隔膜，可以通过下述方法制得。

相应的，本申请实施例还提供了一种复合隔膜的制备方法，该方法通过溶液加工法在隔膜基材表面成膜。如图7所示，该方法具体包括如下步骤：

S10.通过连续涂覆或跳涂在隔膜基材一表面的两端边缘涂覆无机粒子混合物浆料，表面剩余区域涂覆高分子聚合物浆料。

该步骤中，先配置无机粒子混合物浆料和高分子聚合物浆料，为在隔膜基材不同区域表面形成不同材料做准备。

在一种可能的实施方式，无机粒子混合物浆料为水性无机粒子混合物浆料，其制备方法为：

S111.将无机粒子加入去离子水中，配置无机粒子水混物。

该步骤在反应器中进行，其中，无机粒子的选择如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。在一些实施例中，无机粒子选自二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化镁、氧化钙、勃姆石、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种。

S112.在无机粒子水混物中加入分散剂，混合并碾磨处理，得到无机粒子分散液。

该步骤中，通过添加分散剂，提高无机粒子在去离子水中的分散均匀性。示例性的，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯等非离子分散剂中的一种或几种。

在一些实施例中，按照无机粒子的重量份数为30～50份计，分散剂的添加量为0.1～1份。在这种情况下，分散剂能够充分将核实含量的无机粒子分散，同时，可以避免过多的分散剂影响无机粒子的含量，进而影响形成的涂层的热收缩率和耐穿刺性。

该步骤中，混合处理用于将分散剂与无机粒子混匀，使分散剂充分发挥分散作用。在一些实施例中，混合可以通过搅拌的方式实现，搅拌时间为0.5～1.5h，示例性的，视情况搅拌30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min等时间。

通过碾磨，将大颗粒的无机粒子打散，并形成小颗粒的无机粒子。小颗粒的无机粒子形成的涂层致密度更高，有利于提高涂层的耐穿刺线性，降低涂层的热收缩率。在一些实施例中，将混合液碾磨0.5～3h，使碾磨后的无机粒子的D50＜0.5μm。示例性的，视情况碾磨0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h等时间。

在一些实施例中，在在无机粒子水混物中加入分散剂后，搅拌0.5～1.5h再碾磨0.5～3h，得到均匀无机粒子分散液。

S113.在无机粒子分散液中加入助剂，搅拌分散，得到水性无机粒子混合物浆料。

该步骤中，通过加入适当的助剂，来调节分散液的性能，使其具有更好的加工性。其中，助剂包括粘结剂，通过在无机粒子中添加粘结剂，使无机粒子成膜过程中能够粘结形成稳定的膜层，并牢固结合在隔膜基材的表面。粘结剂的选择，可参见上文的第一粘结剂、第二粘结剂。示例性的，粘结剂为有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。

在一些实施例中，助剂还包括但不限于增稠剂、润湿剂等能够改善浆料加工性能的助剂。示例性的，增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素与羟甲基纤维素锂中的至少一种；示例性的，润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物、吐温-90、氟代烷基乙氧基醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丁基萘磺酸钠、羟乙基磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种。

应当理解的是，在无机粒子分散液中加入的助剂，其应该满足：在将浆料涂覆、干燥成膜后，膜层中的无机粒子的质量百分含量为膜层总含量的80％或以上。

示例性的，以无机粒子分散液中无机粒子的重量份数为30～50份计，增稠剂、粘结剂、润湿剂的重量份数为：0.1-1.5份增稠剂，2-7份粘结剂，0.025-0.1份润湿剂。

在无机粒子分散液中加入助剂后，搅拌分散，时间可以为1h或以上。

在一种可能的实施方式中，高分子聚合物浆料的制备方法包括如下步骤：

S121.将高分子聚合物加入有机溶剂中，配置高分子聚合物溶液。

该步骤在反应器中进行，其中，高分子聚合物的选择如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。该步骤中，有机溶剂选择对高分子具有较好分散性能的有机溶剂。示例性的，有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和乙醇中的一种或者多种组成的混合溶剂。

在一些实施例中，有机溶剂的添加量满足：在300-900份有机溶剂加入100份耐热高分子聚合物，以获得具有合适粘度的高分子聚合物溶液。

在一种可能的实现方式中，在步骤中，通过对高分子聚合物溶液进行分散处理至高分子聚合物完全溶解，得到高分子聚合物浆料。得到的高分子聚合物浆料，可以直接用于涂覆成膜。其中，分散处理的方式包括但不限于搅拌。

在另一种可能的实现方式中，可以根据需要，在高分子聚合物溶液中加入助剂，改善浆料的加工性能。在一些实施例中，助剂包括但不限于助溶剂、分散剂、乳化剂、粘结剂。

示例性的，助溶剂为苯甲酸钠、氯化锂、氯化钙、氢氧化钠、乙酰胺中的至少一种；示例性分散剂为聚氧化乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或者多种组合；示例性的，乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、十二烷基三甲基氯化铵、环氧乙烷-环氧丁烷共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物中的一种或者多种组合；粘结剂可以选择上文所述的粘结剂，包括但不限于为聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基吡络烷酮、乙烯乙酸酯共聚物中的一种或者多种组合。

在一些实施例中，助剂包括助溶剂、分散剂、乳化剂、粘结剂，其以高分子聚合物的重量份数为300～900份计，助剂的添加量满足：助溶剂30-50份，分散剂5-10份，乳化剂5-20份，粘结剂10-20份。

进一步的，添加助剂后，进行搅拌混合，至完全溶解，得到高分子聚合物浆料。

配置完无机粒子混合物浆料和高分子聚合物浆料，将无机粒子混合物浆料和高分子聚合物浆料涂覆在隔膜基材的不同区域表面。具体的，在隔膜基材表面的两端边缘区域，涂覆无机粒子混合物浆料，中间区域即隔膜基材表面除边缘区域意外的其他区域，涂覆高分子聚合物浆料。

本申请实施例中，涂覆的方式，可以对涂覆同样材料的区域采用连续涂覆的方式，也可以采用跳涂的方式，对不同材料区域进行同时涂覆，以实现加工一体化。

在一种可能的实施方式中，通过凹版涂布在TD方向的隔膜边缘采用连续或者跳涂的方式涂覆无机粒子混合物浆料，且单边涂覆的宽度为极片在TD方向长度的0.1％～20％；其余部分涂覆高分子聚合物浆料。

S20.经干燥处理，在得到的隔膜基材一表面形成多孔薄膜，制得复合隔膜。

将涂覆浆料后的隔膜进行干燥处理，经收卷，得到在隔膜基材表面形成的、在平面方向上具有材料区域差异的薄膜的复合隔膜。

在一些实施例中，当无机粒子混合物浆料为水性浆料、高分子聚合物浆料为有机溶液时，将涂覆后的隔膜过水，去除油系溶剂，然后再进行干燥、收卷，得到成品。

本申请实施例提供的电化学装置含有上述复合隔膜，该复合隔膜在TD方向边缘处的热收缩率降低，耐穿刺性能强。含有该复合隔膜的电化学装置，能有效减少隔膜边缘在电池可靠性测试(如跌落、滚筒等)、机械滥用或者热滥用中的收缩，减少电池发生短路的概率，减少了电池在以上场景中的热失控概率。在将该复合隔膜与电极片制作卷芯的过程中，由于正负极片的边缘将落在该区域上，从而减少正负极片分条时产生的毛刺对电池的影响，降低电化学装置发生自放电的概率。

在一种可能的实施方式中，复合隔膜的至少一表面设置有至少一层聚合物层。聚合物层可以改善复合隔膜和电极片之间的界面粘结性，提升电化学装置整体硬度和强度，防止电芯变形。在一些实施例中，聚合物层可以通过加热整形后活化而成。示例性的，将聚合物形成在复合隔膜的表面后，在压力为0.1～2.0Mpa、温度为25℃～100℃的条件下加热处理，活化20～300min。在一些实施例中，压力0.5～1.0Mpa，温度60℃～90℃，活化时间为60～150min。

在一些实施例中，聚合物层为PVDF、PMMA、多巴胺、CMC、SBR、PTFE和PVA中的至少一种形成的材料层。在一些实施例中，聚合物层为PVDF、PMMA、多巴胺、CMC、SBR、PTFE和PVA中的至少两种形成的聚合物叠层，且组成聚合叠层中的聚合物，可以为上述聚合物中的一种或多种。上述聚合物材料能够提高含有第一方面能提供的复合薄膜和电极片之间的结合强度，保持电化学装置的结构稳定。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种506390软包电池装置，容量为5000mAh。极片在TD方向尺寸为84.0mm，隔膜TD方向的长度为86.5mm；极片在MD方向的单片尺寸为60mm。各部分的制备如下：

正极极片制作：将粘接剂PVDF溶于NMP中分散处理，得到质量百分含量为7.0％的PVDF胶液；在PVDF胶液中加入碳纳米管导电液并均匀分散，最后加入活性材料钴酸锂混合，搅拌均匀得到正极浆料；采用涂布设备将正极浆料均匀涂布在铝箔的两面，经烘箱烘干去除NMP溶剂；将涂布后的极片经过冷压、分条、极耳焊接工序后制成正极极片。其中，正极中各物质质量百分比为：LCO:CNTs:PVDF为98.8％:0.02％:1.0％。

负极极片制作：负极采用捏合方式进行混料，先将人造石墨、SP进行干混均匀；然后加入经预搅拌处理的CMC胶液进行捏合搅拌，且该步骤添加的CMC胶液为CMC总质量的25％；最后加入剩余CMC及去离子水进行高速分散，得到负极浆料。将负极浆料经过筛后采用涂布设备将均匀涂布在铜箔的两面，经烘箱烘干后的极片经过冷压、分条、极耳焊接工序制成负极极片。其中，负极中各物质质量百分比为：石墨:SP:CMC:SBR为96.8％:0.6％:1.2％:1.2％。

隔膜的制作：在隔膜表面再喷涂PVDF或PMMA水性粘结层各0.5μm，其中，隔膜为复合隔膜，且复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)三氧化二铝浆料的制备

在反应器中加入去离子水和30份三氧化二铝颗粒后，将0.5份聚乙烯吡咯烷酮加入上述反应器中，将混合体系搅拌并碾磨2h，得到均匀的三氧化二铝分散液，其中，三氧化二铝的D50为0.3μm；

将0.5份羧甲基纤维素钠、5份聚偏氟乙烯以及0.025份聚醚硅氧烷共聚物加入至三氧化二铝分散液，搅拌分散1h，得到水性三氧化二铝浆料。

(2)芳纶浆料的制备

在反应器中加入500份二甲基乙酰胺溶剂(DMAC)，再加入100份间苯二胺得到混合体系；

在上述混合体系中加入30份氯化锂，5份聚氧化乙烯，5份十六烷基三甲基氯化铵，以及10份聚乙烯吡咯烷酮，将上述混合物搅拌至完全溶解，得到芳纶浆料。

(3)复合隔膜的制备

采用连续涂层或跳涂的方式，通过凹版涂布在TD方向的隔膜基材表面的两边缘涂覆三氧化二铝浆料，且单个边缘的涂覆宽度为10mm，其余部分涂芳纶浆料(耐热高分子聚合物浆料)。其中，隔膜基材选用5.5μm聚乙烯隔膜，孔隙率为39.0％，透气度为130s。

将涂覆后的电池隔膜干燥，在聚乙烯表面形成具有材料分布不均匀的多孔涂层，经收卷得到复合隔膜。本实施例得到的复合隔膜中，三氧化二铝涂层区域的涂层厚度和芳纶涂层区域的涂层厚度均为3μm。

将上述正负极片和隔膜一起进行卷绕制成裸电芯，工作电压范围为3.0-4.45V，将电芯再经过封装、烘烤、注液、化成等工序制成锂离子电池。

实施例2

一种506390软包电池装置，与实施例1不同之处在于芳纶浆料的制备，具体的：在反应器中加入500份二甲基乙酰胺溶剂(DMAC)，再加入100份间苯二胺得到混合体系；在上述混合体系中加入30份氯化锂，5份聚氧化乙烯，5份十六烷基三甲基氯化铵，以及10份聚乙烯吡咯烷酮，将上述混合物搅拌至完全溶解，得到浆料1。再将80份浆料1和20份三氧化二铝颗粒混合搅拌并碾磨2h，得到均匀的芳纶浆料，其中，三氧化铝颗粒的D50为0.3um。

对比例1

一种506390软包电池装置，与实施例1不同之处在于：隔膜制备过程中，通过凹版涂布在隔膜基材一侧连续涂覆三氧化二铝浆料；将涂覆后的电池隔膜干燥，在聚乙烯表面形成具有材料分布均匀的多孔涂层，经收卷得到复合隔膜。

对比例2

一种506390软包电池装置，与实施例1不同之处在于：隔膜制备过程中，通过凹版涂布在隔膜一侧连续涂覆芳纶浆料；将涂覆后的电池隔膜干燥，在聚乙烯表面形成具有材料分布均匀的多孔涂层，经收卷得到复合隔膜。

对比例3

一种506390软包电池装置，与实施例1不同之处在于：隔膜制备过程中，通过凹版涂布在隔膜一侧连续涂覆干燥后厚度为3μm的芳纶浆料，另一侧涂覆干燥后厚度为2μm的三氧化二铝浆料；将涂覆后的电池隔膜干燥，在聚乙烯两侧表面分别形成具有材料分布均匀的多孔涂层，经收卷得到复合隔膜。

将上述实施例和对比例提供的506390软包电池装置进行性能测试，测试项目和测试结果如表1所示。

表1

由上表1可见，含有本申请实施例提供的506390软包电池装置，隔膜整体耐热性能较好，140℃1h热冲击较好。特别的，相较于对比例，本申请实施例提供的506390软包电池装置，电池头尾处隔膜的热收缩率(130℃1h)降低至3％，且能够通过“100％SOC浅刺入电池厚度的1/4”以及“140℃1h热冲击”的检测。这归因于本申请实施例提供的506390软包电池装置中，复合隔膜TD方向的边缘区域设置了高含量无机粒子，降低了该区域的热收缩率，并提高了耐穿刺性能，从而使复合隔膜整体的耐热性能增强，电池安全性提高。

不仅如此，对比实施例1和对比例3可知，本申请实施例提供的506390软包电池装置，复合隔膜的厚度为8.5μm即可得到对比文件3中隔膜为10.5μm对应的506390软包电池装置的耐热性和耐穿刺性，但其对电池电化学性能影响较小。可见，本申请实施例提供的复合隔膜，能够降低隔膜厚度，从而实现提高能量密度的效果。

应当注意的是，本申请实施例涉及的性能测试的测试方法如下：

(1)无机粒子和高分子聚合物含量(根据具体情况，采用以下方法中的一种)：

方法一：用氩离子抛光仪对隔膜样片进行截面切片，然后采用SEM-XRD对隔膜截面的无机粒子含量和高分子聚合物进行定性测定；对试样整个截面方向上依次从一边到另一边拍摄SEM照片5张，加载标尺，通过分割提取无机粒子和高分子聚合物含量，将所有结果统计求平均值。

方法二：

取适量隔膜，通过在空气中作热重分析/差热分析来确定隔膜各成分的质量；在高温下，样品会发生重量变化，会在TG曲线上体现为失重台阶，可定量计算隔膜中无机粒子和高分子聚合物的含量。高分子聚合物的失重温度区间从150℃-600℃；600℃后存留的物质为无机粒子。

(2)膜厚度(μm)

方式一：

a.取样：从隔膜上截取1×10³mm²样品(样品的面积可以≥1.5×10³mm²)，测试点数视隔膜情况而定(通常不小于10个点)。

b.测试：在温度为23±2℃的条件下通过万分厚度测量仪进行测试。

c.数据处理：每个测试点的厚度实测值，并取算数平均值。

方式二：

a.取样：对于宽度＜200mm的产品：沿纵向(MD)方向每隔40mm±5mm确定一个点，测试点数不小于10个，测试点数可以视隔膜宽度而定，其中，测量起点距边部不小于20mm；

对于宽度≥200mm的产品：沿横向(TD)方向每隔80mm±5mm确定一个点，测试点数不小于10个，测试点数可以视隔膜宽度而定，其中，测量起点距边部不小于20mm。

b.测试：在温度为23±2℃条件下通过厚度测量仪对每个测试点进行测试，测量面的直径在2.5mm～10mm之间，测量面对试样施加的负荷应在0.5N～1.0N之间。

c.数据处理：每个测试点的厚度实测值，并取算数平均值。

(3)热收缩率

a.取样：全幅宽随机裁取6个试样。每个试样的具体取样可以包括：沿隔膜的MD方向，裁取100mm；当隔膜的TD方向大于100mm时，测试样品在TD方向上的长度可以为100mm；当微孔膜TD方向小于100mm时，测试样品在TD方向上的长度可以以实际为准。

b.测试：标记好样品的纵、横向标识，测量并记录每片试样纵横向的尺寸；将试样平置于纸夹套层中，试样无折叠、起皱、粘连等情况；将夹有试样的纸套(层数例如可以为10层)平整地放入恒温烘箱中部(开门时间例如不超过3s，)；通过电热恒温箱加热试样至130℃，加热时间为1h；取出试样后冷却至室温，测量纵向长度和横向长度。

c.数据处理：

计算各个样本的热收缩率：

T＝(L₀-L)/L₀×100％，

其中，T可以为试样热收缩率(％)，L₀可以为加热前试样的长度(mm)，L可以为加热后试样的长度(mm)。计算样本热收缩率的算术平均值。

(4)破膜温度(℃)

采用烘烤法测试破膜温度。将隔膜置于L*L cm(0＜L≤10cm)的夹具内(其中，L可以为夹具的长度)，将上述夹具置于烘箱中，以5℃/min进行升温，同时监控夹具内隔膜是否破膜，当隔膜随温度变化隔膜破膜，记录为隔膜的破膜温度。

(5)140℃热冲击测试

a.取样：每组取5pcs电池。

b.测试：在25±3℃下，按照0.2C的恒定电流将电芯充电至限制电压，然后再在限制电压的恒压条件充电至电流减小到0.025C，通过对流方式或循环热空气箱，从起始温度25±3℃开始对电池进行加热，温变率可以为5±2℃/min；升温至140±2℃后保持60min。

c.数据处理：观测实验现象，升温后不起火、不***，判定为通过。

(6)浅刺测试

a.取样：每组取5pcs电池。

b.测试：标准充电模式充满电后，在12～24h内进行测试。然后将电池置于25℃防爆箱中，以50mm/s的速度将钢钉刺入电芯中央的1/4处。钢钉直径为2.45±0.06mm，长度为45±2.5mm，尖端长度可以在2mm～4.9mm之间。

c.数据处理：观测实验现象，电池不起火、不***，判定为通过。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种复合隔膜，其特征在于，包括隔膜基材，以及覆盖所述隔膜基材的一表面的薄膜，所述薄膜为多孔薄膜；

所述薄膜包括第一材料区、第二材料区和第三材料区，且所述第二材料区与所述第三材料区分设于所述第一材料区的两侧，并均与所述第一材料区相接；

所述第一材料区的材料包括高分子聚合物，且所述高分子聚合物的含量为所述第一材料区的材料总质量的30％或以上，所述第一材料区的破膜温度大于260℃；

所述第二材料区的材料和所述第三材料区的材料均包括无机粒子；

其中，以所述第二材料区的总质量为100％计，所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上，所述第二材料区的破膜温度大于160℃，所述第二材料区的热收缩率小于3％@130℃1h；和/或

以所述第三材料区的总质量为100％计，所述无机粒子的质量百分含量为90％或以上，所述第三材料区的破膜温度大于160℃，所述第三材料区的热收缩率小于3％@130℃1h。

2.如权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，所述无机粒子的中值粒径小于0.5μm。

3.如权利要求2所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上；和/或

所述第三材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的80％或以上。

4.如权利要求1至3任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第一粘结剂，且所述第一粘结剂的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％。

5.如权利要求4所述的复合隔膜，其特征在于，所述第一粘结剂独立地选自聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚乙烯-乙酸乙烯的共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。

6.如权利要求1至3任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第三材料区的材料，还包括耐受160℃高温的第二粘结剂，且所述第二粘结剂的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

7.如权利要求6所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚乙烯-乙酸乙烯的共聚物、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、有机硅胶黏剂、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、环氧胶、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-乙烯基咔唑三元共聚物以及聚酰亚胺衍生物中的一种或几种。

8.如权利要求1至3任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第二材料区的材料总质量的0～5％；和/或

所述第三材料区的材料，还包括破膜温度为260℃或以上的高分子聚合物，且所述高分子聚合物的质量为所述第三材料区的材料总质量的0～5％。

9.如权利要求1至3任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第一材料区的材料，还包括耐受160℃的粘结剂和/或所述无机粒子，且所述高分子聚合物的含量为所述第一材料区的材料总质量的30％或以上。

10.如权利要求1至9任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述薄膜的厚度为1～5μm。

11.如权利要求1至9任一项所述的复合隔膜，其特征在于，将从所述第一材料区到所述第三材料区的方向设定为所述复合隔膜的宽度所在的方向，所述第二材料区的宽度为所述复合隔膜总宽度的0.2％～20％，所述第三材料区的宽度为所述复合隔膜总宽度的0.2％～20％。

12.如权利要求11所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二材料区的宽度为0.2mm或以上，所述第三材料区的宽度为0.2mm或以上。

13.如权利要求1至9任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第二材料区和所述第三材料区的铅笔硬度大于所述第一材料区的铅笔硬度，且所述第二材料区和/或所述第三材料区的铅笔硬度均大于或等于3H。

14.如权利要求1至9任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述无机粒子选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钡、氧化镁、氧化铍、氧化钙、氧化钍、氮化铝、氮化钛、勃母石、磷灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、氮化硼、碳化硅、氮化硅、立方氮化硼、六方氮化硼、石墨、石墨烯、介孔分子筛中的至少一种；和/或

所述高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚苯乙烯、芳纶、聚丙烯酸酯或其改性物、聚酯、聚芳酯、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑中的至少一种。

15.如权利要求1至14任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述第一材料区的主要材料为芳纶，且所述芳纶的含量为所述第一材料区的材料总质量的30％或以上；所述第二材料区和所述第三材料区的材料均包含无机粒子和耐受160℃或以上的高温粘结剂，且所述第二材料区中所述无机粒子的含量为所述第二材料区的材料总质量的90％或以上，所述第三材料区中所述无机粒子的含量为所述第三材料区的材料总质量的90％或以上；

所述第二材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的90％或以上；所述第三材料区的所述无机粒子中，粒径为0.05～0.3μm的小颗粒占所述无机粒子总质量的90％或以上。

16.一种电化学装置，包括正极片、负极片、电解液和设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜，其特征在于，所述隔膜为如权利要求1至15任一项所述的复合隔膜，且所述复合隔膜中的所述第二材料区和所述第三材料区分别位于所述电化学装置TD方向的两端边缘。

17.一种终端设备，包括壳体和收容于所述壳体内的电子元器件和电化学装置，其特征在于，所述电化学装置为权利要求16所述的电化学装置，且所述电化学装置用于为所述电子元器件供电。