CN117937050A - 隔离膜和电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种隔离膜、电极和电池，隔离膜包括基膜和设于所述基膜至少一侧表面上的阻燃层，所述阻燃层中包含阻燃微胶囊，所述阻燃微胶囊包括阻燃剂和包覆所述阻燃剂的离子导电层。本申请提供的隔离膜可兼顾阻燃性能和电化学性能。

Description

隔离膜和电池

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种隔离膜和电池。

背景技术

车用动力电池的安全性是电动汽车和混合动力汽车等新能源汽车领域的重要关注点。随着电动汽车市场的快速发展，人们对电池***的安全性和稳定性提出了更高的要求。车用动力电池在充电、放电和储存过程中可能面临着过热、过充、过放、电池短路等安全隐患，这些隐患可能导致电池性能下降、电池损坏甚至火灾等严重后果。

目前，车用动力电池的安全性主要依赖于电池管理***（BMS）、热管理***、火灾控制和灭火***、安全阀和断路器，以及开发高安全隔离膜、电极材料、电解液等。其中，在锂离子电池的安全防护中，电池材料中添加阻燃剂是一种常见、有效的技术手段。常见的阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、卤系阻燃剂、化合物阻燃剂和电解液固化剂。这些阻燃剂可以提高材料的热稳定性，降低起火风险，甚至还可以捕捉燃烧自由基，提供额外的安全保护等。

然而，阻燃剂的使用会影响电池的电化学性能，目前，微胶囊化阻燃剂，即将阻燃剂封装在微胶囊中的方法，被认为是降低阻燃剂对电池电化学性能影响的一种有效手段。阻燃微胶囊在保证提高电池安全性能的前提下，降低对电池电化学性能的负面影响。然而，微胶囊仍存在对电池电化学性能的不良影响，需要进一步开发微胶囊技术的新可能以解决这一问题。

发明内容

基于此，本申请提供一种可兼顾阻燃性能和电化学性能的隔离膜和电池。

本申请的第一方面提供了一种包括基膜和设于所述基膜至少一侧表面上的阻燃层，所述阻燃层中包含阻燃微胶囊，所述阻燃微胶囊包括阻燃剂和包覆所述阻燃剂的离子导电层。

在本申请的一些实施方式中，所述离子导电层中包含离子导电材料，所述离子导电材料包括有机导电材料与无机导电材料中的至少一种；

可选地，所述有机导电材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚合物聚醚、聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯中的至少一种；进一步可选为聚苯胺、聚乙炔和聚吡咯中的至少一种；

可选地，所述无机导电材料包括二氧化硅。

可选地，所述离子导电材料与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8),可选为1:(1.2~3)。

在本申请的一些实施方式中，所述离子导电层的表面具有褶皱结构。

在本申请的一些实施方式中，所述离子导电层的平均厚度为50nm~100nm。

在本申请的一些实施方式中，所述阻燃微胶囊满足如下条件中的至少一者：

（1）所述阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、卤系阻燃剂和金属化合物阻燃剂和电解液固化剂中的至少一种或多种；

（2）所述阻燃微胶囊的平均粒径为2μm~40μm。

在本申请的一些实施方式中，所述阻燃层的平均厚度为3μm~47μm，可选为3μm~41μm。

在本申请的一些实施方式中，所述阻燃微胶囊在所述隔离膜中的质量占比为5%~60%，优选为20%~40%。

在本申请的一些实施方式中，所述阻燃层中还包含粘结剂；

可选地，所述粘结剂包括丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物、壳聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素中的至少一种。

在本申请的一些实施方式中，所述阻燃层中，所述粘结剂与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8)。

在本申请的一些实施方式中，所述隔离膜的孔隙率为30%~90%。

在本申请的一些实施方式中，所述基膜的平均厚度为10μm ~25μm 。

本申请的第二方面提供了一种电池，包括本申请第一方面所述的隔离膜。

本申请提供的隔离膜包括阻燃层，阻燃层中包含阻燃微胶囊，阻燃微胶囊中包含的阻燃剂主要起阻燃作用。包覆阻燃剂的离子导电层不仅可实现对阻燃剂的包覆，保护阻燃剂免受外界环境的影响，防止其过早释放或分解，从而延长阻燃效果的持续时间，提升阻燃微胶囊的结构稳定性。而且离子导电层还能提升阻燃微胶囊对活性离子的传导性能，提升阻燃微胶囊的离子电导率，由此使隔离膜的离子电导率得到提升。如此，当电池即将或正在发生热失控时，设置于基膜表面上的阻燃层不仅能快速释放阻燃剂，降低隔离膜的分解熔化，提升隔离膜的热安全性能，进而提升电池的安全性能。同时，使用该隔离膜的电池还能够降低阻燃剂对电池离子电导率的影响，提升电池的电化学性能。

附图说明

图1为本申请一实施方式的隔离膜的结构示意图。

附图标记：

1基膜；2阻燃层；21阻燃微胶囊。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。需要说明的是，除非另有说明，本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。

本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

发明人在研究过程中发现，在电池热失控初期，隔离膜分解融化会导致正负极材料接触，从而发生内短路释放大量热量，导致热量积累，降低电池安全性能。因此，如何抑制隔离膜在电池即将或正在发生热失控时的分解融化非常关键。另外，提高电池材料热稳定性，捕捉燃烧自由基是抑制电池起火的重要途径。同时，目前传统的阻燃微胶囊虽然具备高效的阻燃性能，但由于其不具备离子导电性，因此在将其应用于电池时、特别是用于隔离膜时，如将阻燃微胶囊置于基膜表面上时，微米级或更小尺寸的微胶囊会造成一定程度的堵孔效应，影响隔离膜的离子传导能力，进一步影响电池的电化学性能。因此，提供一种能够在隔离膜材料上实现离子脱嵌功能的阻燃微胶囊是目前亟待解决的技术问题。基于此，发明人提出了本申请如下的技术方案。

本申请的第一方面提供了一种隔离膜，其包括基膜和设于所述基膜至少一侧表面上的阻燃层，所述阻燃层中包含阻燃微胶囊，所述阻燃微胶囊包括阻燃剂和包覆所述阻燃剂的离子导电层。

本申请提供的隔离膜包括阻燃层，阻燃层中包含阻燃微胶囊，阻燃微胶囊中包含的阻燃剂主要起阻燃的作用。包覆阻燃剂的离子导电层不仅可实现对阻燃剂的包覆，保护阻燃剂免受外界环境的影响，防止其过早释放或分解，从而延长阻燃效果的持续时间，提升阻燃微胶囊的结构稳定性。而且离子导电层还能提升阻燃微胶囊对活性离子的传导性能，提升阻燃微胶囊的离子电导率，由此使隔离膜的离子电导率得到提升。如此，当电池即将或正在发生热失控时，设置于基膜表面上的阻燃层不仅能快速释放阻燃剂，降低隔离膜的分解熔化，提升隔离膜的热安全性能，进而提升电池的安全性能。同时，使用该隔离膜的电池还能够降低阻燃剂对电池离子电导率的影响，提升电池的电化学性能。

需要说明，本申请所述“活性离子”，指的是能在电池的正、负极之间往返嵌入和脱出的离子，包括但不限于锂离子和钠离子等。

可以理解，本申请的隔离膜中，阻燃层可以为一层或多层；当阻燃层为多层时，各阻燃层中包含的阻燃微胶囊可以相同、也可以不同。

在一些实施方式中，所述离子导电层中包含离子导电材料，所述离子导电材料包括有机导电材料与无机导电材料中的至少一种；

可选地，所述有机导电材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚合物聚醚、聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯中的至少一种；进一步可选为聚苯胺、聚乙炔和聚吡咯中的至少一种；

可选地，所述无机导电材料包括二氧化硅。

阻燃微胶囊可以实现对阻燃剂释放速率的调控，通过使用上述种类的离子导电层材料，可以提升阻燃微胶囊以及隔离膜离子电导率，以满足电池安全性和电化学性能的要求。

在一些实施方式中，所述有机导电材料与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8),可选为1:(1.2~3)。例如，有机导电材料与阻燃微胶囊的质量比可以为1:1.2，1:1.5，1:1.8，1:2.1，1:2.3，1:2.5，1:2.7，1:2.9，1:3或处于以上任何数值所组成的范围内。

在一些实施方式中，所述离子导电层的表面具有褶皱结构，褶皱结构可增大微胶囊的体积及比表面积，通过增大微胶囊的体积增加了活性离子脱嵌的点位，提高了微胶囊的离子导电性能。

在一些实施方式中，所述离子导电层的平均厚度为50nm~100nm。例如，离子导电层的平均厚度为50nm，60nm，70nm，80nm，90nm，100nm或处于以上任何数值所组成的范围内。

离子导电层的平均厚度处于上述范围，在提升阻燃微胶囊离子电导率和结构稳定性的同时，还有利于阻燃微胶囊在电池即将或正在发生热失控时的快速释放。

在一些实施例中，阻燃剂可为有机阻燃剂，也可为无机阻燃剂。

在一些实施例中，所述阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、卤系阻燃剂和金属化合物阻燃剂和电解液固化剂中的至少一种。

在一些实施方式中，卤系阻燃剂包括氯系阻燃剂和溴系阻燃剂中的一种或多种。氯系阻燃剂包括氯化聚烯烃、氯化聚烷烃、氯化二苯醚、氯化苯等类别，具体包括但不限于以下几种阻燃剂：氯化聚乙烯（CPE）、氯化聚丙烯（CPP）、氯化石蜡、十氯二苯醚、六氯苯以及新型高性能氯系阻燃剂，如：四氯邻苯二甲酸酐、四氯双酚A、六氯环戊而烯、双（六氯环戊二烯）环辛烷、全氯环戊癸烷、四氯苯酐及氯菌酸等。溴系阻燃剂可按结构分为多溴二苯醚类、溴代苯酚类、溴代双酚A类、溴代邻苯二甲酸类、溴代多元醇类、溴代烷烃类等。包括但不限于以下阻燃剂，如：多溴二苯醚((PBDEs)、2，4，6-三溴苯酚、四溴双酚A (TBBPA)、四溴双酚A-双(2，3一二烷丙基)醚(TBAB)、六溴环十二烷(HBCD)、溴化聚苯乙烯（BPS）、溴化环氧、十溴二苯乙烷、十溴二苯***、四溴双酚A、溴化聚苯乙烯、三溴苯酚及其衍生物、溴代三嗪、溴代环氧树脂、六溴环十二烷、四溴双酚A聚碳酸酯低聚物、二溴新戊二醇、四溴苯酐、四溴苯酐二醇、三聚氰氨溴酸盐、全氟丁基磺酸钾、得克隆阻燃剂。

在一些实施方式中，磷系阻燃剂包括红磷类阻燃剂、铵盐类阻燃剂、磷酸酯化合物、磷杂菲化合物、聚磷腈化合物、次磷酸及其盐类化合物、三嗪或哌嗪成炭剂类。具体阻燃剂包括但不限于：红磷、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐和三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、双酚A双（二苯基）磷酸盐、间苯二酚（二苯基）磷酸盐、三（2-氯乙基）磷酸酯）、磷酸三（1-氯-2-丙基）酯、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（ODOPB）、二乙基次磷酸铝、2羧乙基苯基次磷酸、次磷酸铝。

在一些实施方式中，氮系阻燃剂包括含氮聚酰胺、含氮聚氨酯、膦酰胺、三聚氰胺和多聚磷酸铵中的一种或多种。

在一些实施方式中，金属化合物阻燃剂包括镁系阻燃剂（氢氧化镁）、锑系阻燃剂（氧化锑、锑酸钠）、氢氧化铝、硼酸锌、氧化钼、钼酸铵。

在一些实施方式中，电解液固化剂指的是可通过与电解液的反应/作用来控制电解质的介电常数或粘度，旨在通过破坏离子电导率以强制加剧内阻来抑制焦耳热的一种阻燃剂。电解液固化剂可以提高电解液的粘度，可以将液态电解液转变为不易导电的凝胶或固体物质。

在一些实施例中，电解液固化剂包括二醇类和胺类化合物，胺类固化剂包括但不限于：1,3-丙二胺、苄胺、二苄胺（DBA）、1,2-乙二胺（1,2-EDA）和三己胺（THA）；二醇类固化剂包括但不限于：1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇。

可以理解的是，单一阻燃剂通常无法达到理想的应用效果，所以可以将多种阻燃剂复配使其产生协同阻燃效果。对阻燃剂的复配可以实现不同阻燃剂之间的性能互补，提高阻燃性能，并降低用量，极大提高了阻燃剂的应用范围和效果。

可以理解的是，本申请的阻燃微胶囊中囊芯可以采用多种阻燃剂的组合，从而针对不同热失控场景进行释放抑制，满足电池的安全性和稳定性要求

在一些实施方式中，所述阻燃微胶囊的平均粒径为2μm~40μm。例如，平均粒径可以为2μm，4μm，6μm，8μm、10μm，12μm，14μm，16μm，14μm，18μm，20μm，22μm，24μm，26μm，28μm，30μm，32μm，34μm，36μm，38μm，40μm或处于以上任何数值所组成的范围内。

在一些实施方式中，所述阻燃微胶囊的制备方法可包括如下步骤：

将所述阻燃剂和聚合物的单体混合，形成混合溶液；

使所述混合溶液中的所述聚合物的单体发生聚合反应，在阻燃剂的表面形成包覆阻燃剂的离子导电层，形成所述阻燃微胶囊；

可选地，所述聚合反应为变温反应；变温反应有利于在离子导电层的表面形成褶皱结构。

可选地，所述聚合反应的温度变化速度为2℃/min~8℃/min。例如，温度变化速度为2℃/min，3℃/min，4℃/min，5℃/min，6℃/min，7℃/min，8℃/min或处于以上任意数值所组成的范围内。

在一些实施方式中，所述阻燃层的平均厚度为3μm~47μm，可选为3μm~41μm。例如，平均厚度可以为3μm，5μm，7μm，9μm，11μm，13μm，15μm，17μm，19μm，21μm，23μm，25μm，27μm，29μm，31μm，33μm，35μm，37μm，39μm，41μm或处于以上任何数值所组成的范围内。

阻燃层的平均厚度处于上述范围，能够使活性离子正常地穿过隔离膜在电池正负极间进行传导，降低阻燃层对电池电化学性能的影响。

在一些实施方式中，所述阻燃微胶囊在所述隔离膜中的质量占比为5%~60%，优选为20%~40%。例如，质量占比可以为20%，25%，30%，35%，40%或处于以上任何数值所组成的范围内。

阻燃微胶囊在隔离膜中的质量占比处于上述范围，能更好地兼顾隔离膜的阻燃性能和离子电导率性能。

在一些实施方式中，所述阻燃层中还包含粘结剂。粘结剂能将阻燃微胶囊粘附在基膜表面，提升阻燃层以及隔离膜的稳定性。

在一些实施方式中，所述粘结剂包括丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物、壳聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素中的至少一种。

在一些实施方式中，所述阻燃层中，所述粘结剂与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8)。例如，粘结剂与阻燃微胶囊的质量比可以为1:1，1:2，1:3，1:4，1:5，1:6，1:7， 1:8或处于以上任何数值所组成的范围内。

阻燃层中粘结剂与阻燃微胶囊的质量占比处于上述范围，在提升阻燃层以及隔离膜的稳定性的同时，还能使阻燃层及隔离膜具备较好的阻燃性能。

在一些实施方式中，所述基膜包括聚烯烃类基膜、聚氟乙烯类基膜、含纤维素类纳米纤维基膜或聚酰亚胺类基膜中的至少一种。

例如，所述基膜包括但不限于聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚酰亚胺膜中的至少一种。

在一些实施方式中，所述隔离膜的孔隙率为30%~90%。例如，孔隙率可以为30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%或处于以上任何数值所组成的范围内。

隔离膜的孔隙率处于上述范围，能使活性离子通过隔离膜在正负极间进行正常的传导，降低隔离膜中阻燃层的设置对电池电化学性能的影响。

本申请的第二方面提供了一种隔离膜的制备方法，可用于制备本申请第一方面所述的隔离膜，该制备方法可包括：

S1、利用微乳液聚合法制备阻燃微胶囊；

S2、利用浸泡法在基膜的至少一侧表面上制备包含阻燃微胶囊的阻燃层，制备隔离膜。

在一些实施方式中，步骤S1中利用微乳液聚合法制备阻燃微胶囊可进一步包括如下步骤：

利用含有单体的溶液对阻燃剂进行包覆处理，通过原位聚合反应在所述阻燃剂的表面形成离子导电层，其中，所述单体为聚合形成所述离子导电材料的单体。

在一些实施方式中，步骤S2中利用浸泡法在基膜的至少一侧表面上制备包含阻燃微胶囊的阻燃层，制备隔离膜可进一步包如下步骤：

将基膜浸泡在含阻燃微胶囊和粘结剂的混合溶液中，使阻燃微胶囊粘附在基膜的至少一侧表面上形成阻燃层，制备隔离膜。

以阻燃剂采用磷酸三苯酯、离子导电材料采用聚甲基丙烯酸甲酯作为非限制性的示例，隔离膜的制备过程可包括如下步骤：

S10、将磷酸三苯酯溶解在甲基丙烯酸甲酯单体中超声分散均匀，得到混合液A。

S20、将十二烷基苯磺酸钠溶于去离子水中，机械搅拌分散均匀，得到混合液B。

S30、将混合液A逐滴加入混合液B中并搅拌，使其分散均匀，得到混合液C，随后对混合液C进行乳化处理。

S40、将乳化后的混合液C转移到三颈烧瓶中，随后对溶液边通入氩气边搅拌，使其分散均匀，再对混合溶液加热到75℃，加入硫酸铵，反应结束得到混合物。

S50、对混合物加热，随后快速对溶液进行离心干燥，即可得到磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊。

S60、将磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物的混合物溶解于丙酮中，搅拌均匀，得到丙酮溶液。

S70、将聚酰亚胺（PI）膜浸入上述丙酮溶液中，室温下浸泡，随后取出并在室温下干燥，即可得到隔离膜。

需要说明，上述隔离膜的制备过程中，基膜浸泡时间和丙酮溶液浓度等因素会影响产物的性质和性能。因此，不同制备参数可能会制备出具有不同特性的隔离膜产品，以满足不同应用领域的需求。

本申请的第三方面提供一种电池，包括本申请第一方面所述的隔离膜或通过本申请第二方面所述的方法制备的隔离膜。

实施例

以下为具体实施例，下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

实施例1

S10、称量0.2g磷酸三苯酯溶解在3mL甲基丙烯酸甲酯单体中超声10分钟分散均匀，得到混合液A。

S20、称量0.4g十二烷基苯磺酸钠溶解在80mL去离子水中，室温机械搅拌10分钟分散均匀，得到去离子水混合液B。

S30、将混合液A逐滴加入混合液B中并搅拌，使其分散均匀，得到混合液C，随后对混合溶液C乳化30分钟。

S40、将乳化后的溶液C转移到250mL三颈烧瓶中，随后对其溶液边通入氩气边搅拌持续30分钟后，加入0.3g 硫酸铵，将混合溶液在45℃下以2℃/min的加热速率加热l5分钟，直至混合溶液加热到75℃，再以2℃/min的降温速率降温至50℃，并在75℃与50℃之间持续变温，直至反应2小时，得到混合物。

S50、对混合物加热，随后快速对溶液进行离心干燥，即可得到磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊，其中聚甲基丙烯酸甲酯外壳表面具有褶皱结构。

S60、将磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物以1:3的比例制备2g的混合物，溶解于80mL丙酮中，搅拌均匀，得到丙酮溶液。

S70、将聚酰亚胺（PI）膜浸入上述丙酮溶液中，室温下浸泡12小时，随后取出并在室温下干燥1小时，即可得到隔离膜。该隔离膜中，阻燃微胶囊的质量占比约为33%。

实施例2

S10、称量0.2g磷酸三苯酯溶解在3mL甲基丙烯酸甲酯单体中超声10分钟分散均匀，得到混合液A。

S20、称量0.4g十二烷基苯磺酸钠溶解在80mL去离子水中，室温机械搅拌10分钟分散均匀，得到去离子水混合液B。

S30、将混合液A逐滴加入混合液B中并搅拌，使其分散均匀，得到混合液C，随后对混合溶液C乳化30分钟。

S40、将乳化后的溶液C转移到250mL三颈烧瓶中，随后对其溶液边通入氩气边搅拌持续30分钟后，加入0.3g 硫酸铵，将混合溶液在45℃下以2℃/min的加热速率加热l5分钟，直至混合溶液加热到75℃，反应结束得到混合物。

S50、对混合物加热，随后快速对溶液进行离心干燥，即可得到磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊，其中聚甲基丙烯酸甲酯外壳表面无褶皱结构。

S60、将磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物以1:3的比例制备2g的混合物，溶解于80mL丙酮中，搅拌均匀，得到丙酮溶液。

S70、将聚酰亚胺（PI）膜浸入上述丙酮溶液中，室温下浸泡12小时，随后取出并在室温下干燥1小时，即可得到隔离膜。该隔离膜中，阻燃微胶囊的质量占比约为33%。

实施例3

与实施例1的制备方法相似，主要区别在于：步骤S60中，调整磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物的比例为1:1，使最终制备的隔离膜中，阻燃微胶囊的质量占比约为5%。

实施例4

与实施例1的制备方法相似，主要区别在于：步骤S60中，仅调整磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物的比例为1:8，使最终制备的隔离膜中，阻燃微胶囊的质量占比约为60%。

对比例1

S10、称量0.4g 十二烷基苯磺酸钠溶解在80mL去离子水中，机械搅拌10分钟分散均匀，得到去离子水混合液B。

S20、将甲基丙烯酸甲酯单体逐滴加入去离子水混合溶液B中并搅拌，使其分散均匀，得到混合溶液c，随后对混合溶液C乳化30分钟。

S30、将乳化后的溶液C转移到250mL三颈烧瓶中，随后对其溶液边通入氩气边搅拌持续30分钟后，加入0.3g硫酸铵，将混合溶液在45℃下以0.5℃/min的加热速率加热60分钟，直至混合溶液加热到75℃，并等待反应4小时。

S40、反应时间到停止对混合溶液加热，随后快速对溶液进行离心干燥，即可得到聚甲基丙烯酸甲酯。

S50、将聚甲基丙烯酸甲酯与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物以1:3的比例制备2g的混合物，溶解于80mL丙酮中，搅拌均匀，得到丙酮溶液。

S60、将聚酰亚胺（PI）膜浸入上述丙酮溶液中，室温下浸泡12小时，随后取出并在室温下干燥1小时，即可得到隔离膜。

对比例2

与实施例1的主要区别在于：直接采用与该阻燃微胶囊等量的磷酸三苯酯阻燃剂与粘结结形成阻燃层。

对比例3

与实施例1的制备方法相似，主要区别在于：步骤S60中，将磷酸三苯酯@聚甲基丙烯酸甲酯阻燃微胶囊替换为等量的磷酸三苯酯@丁苯橡胶阻燃微胶囊，即阻燃微胶囊中，用不具有离子导电性的丁苯橡胶层包覆磷酸三苯酯。

对比例4

与实施例1的主要区别在于：隔离膜不包含阻燃层，即聚酰亚胺（PI）膜表面不设置阻燃层。

将实施例1~4及对比例1~4制得的隔离膜和电池进行相关的性能测试，测试结果如下表1所示。其中，各项性能测试项目的测试条件或测试标准如下：

将型号为1Ah NCM811||石墨标准软包电池的隔离膜替换为上述制备的隔离膜，制备软包电池，测量电池的热滥用性能与循环性能。

（1）热滥用测试

在防爆柜中进行热滥用测试。首先将软包电池置于可调螺母的加热装置中，并用两片云母片将电池与加热装置隔开，并在一侧云母片与电池之间放置陶瓷加热片，陶瓷片初期快速升温至200℃后停止加热。在电池另一面与另一云母片之间固定一个K型热电偶，记录电池滥用过程中的温度变化。

（2）循环性能测试

利用蓝电测试***进行循环性能测试。室温下将采用不同隔离膜的1Ah NCM811||石墨标准软包电池，在蓝电充放电机（CT3002A）以0.5 C的恒定电流将其充电至4.2V并放电至2.75V，重复测试400圈。测试结果如表1所示。

表1

通过表1可知：

（1）实施例1-4可以看出，本申请控制离子导电层包覆阻燃剂为磷酸三苯酯的阻燃微胶囊涂覆隔离膜，从而能够保证隔离膜在电池即将或正在发生热失控情况下具有良好的阻燃性能，同时还能够保证隔离膜在电池非热失控情况下具有良好的离子导电性，降低因隔离膜涂覆造成堵孔效应对电池电化学性能的影响。

（2）实施例1与实施例2相比，可以看出，本申请通过聚合反应过程中的温度，即调控反应过程中的反应速度，以不同的反应速度应用于反应的不同阶段，从而使形成的离子导电层外表具有凹凸不平的褶皱结构，进而增加了微胶囊脱嵌活性离子的位点，提高隔离膜的离子导电性，改善电池的电化学性能。

（3）实施例1与实施例3-4相比，可以看出，本申请通过改变隔离膜中微胶囊的质量占比，即调控隔离膜涂覆阻燃层中粘结剂与阻燃微胶囊的质量比，在保证了优良的阻燃性能与电化学性能的同时，提高了隔离膜的成膜特性，即涂覆阻燃层的稳定性，防止阻燃层阻燃微胶囊含量不足而效果不佳，或因粘结剂不足而造成隔离膜涂覆阻燃层的循环脱落。

（3）实施例1-4与对比例1-4相比，可以看出，本申请的阻燃层涂覆隔离膜采用离子导电层外壳包覆阻燃剂，从而能够保证隔离膜在电池即将或正在发生热失控情况下具有良好的阻燃性能的同时，还能够保证隔离膜在电池非热失控情况下具有良好的离子导电性，降低因隔离膜涂覆造成堵孔效应而对电池电化学性能的影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种隔离膜，其特征在于，包括基膜和设于所述基膜至少一侧表面上的阻燃层，所述阻燃层中包含阻燃微胶囊，所述阻燃微胶囊包括阻燃剂和包覆所述阻燃剂的离子导电层。

2.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述离子导电层中包含离子导电材料，所述离子导电材料包括有机导电材料与无机导电材料中的至少一种；

可选地，所述有机导电材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚合物聚醚、聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯中的至少一种；进一步可选为聚苯胺、聚乙炔和聚吡咯中的至少一种；

可选地，所述无机导电材料包括二氧化硅；

可选地，所述离子导电材料与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8)，可选为1:(1.2~3)。

3.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述离子导电层的表面具有褶皱结构：

可选地，所述离子导电层的平均厚度为50nm~100nm。

4.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述阻燃微胶囊满足如下条件中的至少一者：

（1）所述阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、卤系阻燃剂和金属化合物阻燃剂和电解液固化剂中的至少一种；

（2）所述阻燃微胶囊的平均粒径为2μm~40μm。

5.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述阻燃层的平均厚度为3μm~47μm，可选为3μm~41μm。

6.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述阻燃微胶囊在所述隔离膜中的质量占比为5%~60%，优选为20%~40%。

7.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述阻燃层中还包含粘结剂；

可选地，所述粘结剂包括丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-共六氟丙烯共聚物、壳聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素中的至少一种；

可选地，所述阻燃层中，所述粘结剂与所述阻燃微胶囊的质量比为1:(1~8)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜的孔隙率为30%~90%。

9.根据权利要求1-7任一项所述的隔离膜，其特征在于，所述基膜的平均厚度为10μm ~25μm。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的隔离膜。