本申請涉及電池，特別是涉及一種隔膜組件、電池單體、電池和用電裝置。

背景技術：

1、隨著環境污染的日益加劇，新能源產業越來越受到人們的關注。在新能源產業中，電池技術是關乎其發展的一項重要因素。

2、電池單體包括正極極片、負極極片和位于正極極片與負極極片之間的隔膜，隔膜的設置對于電池單體的性能至關重要。因此，如何提供一種隔膜組件，以提高電池單體的綜合性能是一項亟待解決的技術問題。

技術實現思路

1、本申請是鑒于上述課題而進行的，其目的在于，提供一種隔膜組件，以在不惡化電池單體的倍率性能的情況下降低電池單體的短路風險，從而提高電池單體的綜合性能。

2、為了達到上述目的，本申請提供了一種隔膜組件、電池單體、電池和用電裝置。

3、第一方面，提供了一種隔膜組件，包括：第一隔膜，其中，所述第一隔膜包括第一基膜和第一涂層，所述第一涂層位于所述第一基膜的至少一側的表面，所述第一涂層包括無機材料，所述無機材料的體積平均粒徑dv50滿足：dv50≤0.16μm。

4、本申請實施例提供了一種隔膜組件，隔膜組件包括第一隔膜，第一隔膜包括第一基膜和位于第一基膜的至少一側表面的第一涂層。第一涂層中的無機材料的體積平均粒徑dv50滿足：dv50≤0.16μm。這樣，無機材料具有較小的粒徑，無機材料之間的空隙的尺寸較小，更有利于阻擋枝晶的穿過，從而隔膜組件更致密，被枝晶刺破的風險減低，電池單體發生短路的風險降低。此外，隔膜組件更加致密，對于隔膜組件的厚度的要求相應降低，隔膜組件可以在厚度不變甚至厚度變小的情況下實現阻擋枝晶刺穿隔膜組件的效果，從而可以降低隔膜組件厚度變大而對電池單體的倍率性能的影響。因此，本申請實施例的技術方案可以在不惡化電池單體的倍率性能的情況下降低電池單體短路的風險，有利于提高電池單體的綜合性能。

5、在一種可能的實現方式中，所述無機材料的體積平均粒徑dv50滿足：0.04μm≤dv50≤0.16μm。這樣，無機材料具有較為合適的體積平均粒徑，可以降低因無機材料的體積平均粒徑過小導致制備的漿料發生凝膠的風險。

6、在一種可能的實現方式中，所述第一基膜的孔隙率σ1滿足：30％≤σ1≤45％。

7、在上述技術方案中，第一基膜的孔隙率較小，第一基膜也較為致密，從而隔膜組件的較為致密，隔膜組件被刺破的風險降低。此外，在電池單體的充放電過程中，不容易在第一涂層的表面析出金屬(例如析鋰或析鈉)，第一涂層的表面較為平整，在第一涂層朝向負極極片設置的情況下，有利于進一步降低電池單體的短路風險。

8、在一種可能的實現方式中，所述隔膜組件還包括：第二隔膜，所述第二隔膜位于所述第一涂層的遠離所述第一基膜的一側，所述第二隔膜的孔隙率大于所述第一隔膜的孔隙率。第二隔膜的孔隙率較大，第一隔膜的孔隙率較低，這樣，在隔膜組件中，空隙的大小可以形成梯度分布，隔膜組件整體的孔隙率增加，有利于在隔膜組件具有防枝晶刺穿的效果的同時提升隔膜組件的保液能力。

9、在一種可能的實現方式中，所述第二隔膜包括：第二基膜，所述第二基膜位于所述第一涂層的遠離所述第一基膜的一側。

10、在一種可能的實現方式中，所述第二隔膜包括：第二基膜和第二涂層，所述第二涂層位于所述第二基膜和所述第一涂層之間；或，所述第二基膜位于所述第二涂層和所述第一涂層之間。

11、在上述技術方案中，隔膜組件中的空隙的大小可以形成梯度分布，隔膜組件的保液能力提升。

12、在一種可能的實現方式中，200nm×200nm的面積上，所述第一涂層的表面的空隙的數量b滿足：10≤b≤60。

13、在上述技術方案中，通過合理設置b的范圍，隔膜組件較為致密，耐枝晶刺穿的強度增加；同時，空隙的數量不會太多，從而無機材料的粒徑的尺寸也不會太小，可以降低制備第一涂層的漿料的過程中，第一涂層的漿料發生凝膠的風險。

14、在一種可能的實現方式中，在所述第一涂層中，所述無機材料之間的空隙的尺寸c滿足：c≤50nm；可選地，c≤20nm。這樣，第一涂層較為致密，隔膜組件被刺破的風險較低。

15、在一種可能的實現方式中，所述無機材料包括陶瓷材料；可選地，所述無機材料包括二氧化硅、氧化鋁、三氧化二鋯或勃姆石中的至少一種。采用上述無機材料，便于制備較為致密的第一涂層。

16、在一種可能的實現方式中，所述第一涂層的面密度d滿足：d≤3g/mm2；可選地，d≤2.5g/mm2。這樣，第一涂層具有較小的面密度，從而第一涂層可以具有較小的厚度。

17、在一種可能的實現方式中，所述第一涂層的厚度d1滿足：1.5μm≤d1≤4μm；可選地，d1滿足：1.5μm≤d1≤2μm。這樣，第一涂層具有較小的厚度和較高的致密化程度，從而電池單體可以在具有較低的短路風險情況下，具有較好的倍率性能。

18、在一種可能的實現方式中，所述隔膜組件的孔隙率σ0滿足：30％≤σ0≤40％。這樣，隔膜組件的孔隙率較低，隔膜組件更為致密，被枝晶刺破的風險較低，從而電池單體發生短路的風險較低。

19、第二方面，提供了一種電池單體，包括第一方面及其中任一項可能的實現方式中的隔膜組件。

20、在一種可能的實現方式中，所述電池單體還包括：正極極片和負極極片，所述隔膜組件設置于所述正極極片和所述負極極片之間，所述第一涂層朝向所述負極極片。這樣，負極極片朝向隔膜組件的設置有第一涂層的一側，從而有利于更好地防護隔膜組件。

21、在一種可能的實現方式中，所述電池單體為堿金屬電池單體；可選地，所述電池單體為鈉金屬電池單體。堿金屬電池單體在充放電的過程中，容易在負極上形成枝晶，通過在堿金屬電池單體中設置上述實施方式中的隔膜組件，電池單體發生內部短路的風險降低，同時具有較好的倍率性能。

22、在一種可能的實現方式中，所述電池單體為鈉離子電池單體或鋰離子電池單體。在鈉離子電池單體出現析鈉或鋰離子電池單體出現析鋰的情況下，隔膜組件較為致密，從而被析出的鋰枝晶或鈉枝晶刺破的風險較低。此外，鈉離子電池單體或鋰離子電池單體還可以為cb值較小的電池單體。

23、在一種可能的實現方式中，電池單體為二次電池單體。

24、第三方面，提供了一種電池，包括第二方面及其中任一種可能的實現方式中的電池單體。

25、第四方面，提供了一種用電裝置，包括第三方面所述的電池。

技術特征：

1.一種隔膜組件，其特征在于，包括：第一隔膜，

2.根據權利要求1所述的隔膜組件，其特征在于，所述無機材料的體積平均粒徑dv50滿足：0.04μm≤dv50≤0.16μm。

3.根據權利要求1或2所述的隔膜組件，其特征在于，所述第一基膜的孔隙率σ1滿足：30％≤σ1≤45％。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，所述隔膜組件還包括：

5.根據權利要求4所述的隔膜組件，其特征在于，所述第二隔膜包括：

6.根據權利要求4所述的隔膜組件，其特征在于，所述第二隔膜包括：

7.根據權利要求1-6中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，200nm×200nm的面積上，所述第一涂層的表面的空隙的數量b滿足：10≤b≤60。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，在所述第一涂層中，所述無機材料之間的空隙的尺寸c滿足：c≤50nm；可選地，c≤20nm。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，所述無機材料包括陶瓷材料；可選地，所述無機材料包括二氧化硅、氧化鋁、三氧化二鋯或勃姆石中的至少一種。

10.根據權利要求1-9中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，所述第一涂層的面密度d滿足：d≤3g/mm2；可選地，d≤2.5g/mm2。

11.根據權利要求1-10中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，所述第一涂層的厚度d1滿足：1.5μm≤d1≤4μm；可選地，d1滿足：1.5μm≤d1≤2μm。

12.根據權利要求1-11中任一項所述的隔膜組件，其特征在于，所述隔膜組件的孔隙率σ0滿足：30％≤σ0≤40％。

13.一種電池單體，其特征在于，包括如權利要求1-12中任一項所述的隔膜組件。

14.根據權利要求13所述的電池單體，其特征在于，所述電池單體還包括：正極極片和負極極片，所述隔膜組件設置于所述正極極片和所述負極極片之間，所述第一涂層朝向所述負極極片。

15.根據權利要求13或14所述的電池單體，其特征在于，所述電池單體為堿金屬電池單體；可選地，所述電池單體為鈉金屬電池單體。

16.一種電池，其特征在于，包括如權利要求13-15中任一項所述的電池單體。

17.一種用電裝置，其特征在于，包括如權利要求16所述的電池。

技術總結
一種隔膜組件、電池單體、電池和用電裝置，屬于電池技術領域。隔膜組件包括第一隔膜，第一隔膜包括第一基膜和第一涂層，第一涂層位于第一基膜的至少一側的表面，第一涂層包括無機材料，無機材料的體積平均粒徑Dv50滿足：Dv50≤0.16μm。本申請實施例的技術方案可以在不惡化電池單體的倍率性能的情況下降低電池單體短路的風險，從而電池單體具有較好的綜合性能。

技術研發人員：黃建濤,葉永煌,李嘯,徐曉富,駱晨旭,王寶穎
受保護的技術使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28