本申請屬于電池，具體涉及一種隔膜及其制備方法、電池和用電設備。

背景技術：

1、隨著環境問題日益嚴峻，新能源技術受到人們的廣泛關注。鋰離子電池作為重要的新能源之一，其安全性以及續航能力等是研發重點。鋰電池隔膜作為鋰離子電池的安全保障更是扮演著重要角色，其所起的作用是阻擋電子，將正負極機械隔斷，防止電池內部短路。同時，隔膜的微孔結構為鋰離子在正負極間傳輸提供通道，保證電化學反應的正常進行。

2、目前使用的隔膜基膜主流為聚丙烯pp或者聚乙烯pe涂覆隔膜，pp采用干法隔膜，耐伸縮性同比pe較優，但pp膜厚度較大，這對提升電芯能量密度不利，而pe膜的耐熱伸縮性較差，厚度較薄但需涂覆陶瓷，可增加隔膜的耐熱伸縮性能。涂覆的陶瓷氧化鋁本身不具有離子傳輸能力，且會堵孔，減小了鋰離子的擴散通道，從而抑制快充，倍率能力下降。并且涂覆的陶瓷本身粘接能力較弱，容易掉粉，因此商業中經常會在涂覆陶瓷的基膜上進一步涂膠，膠一般為pvdf，以增加隔膜與極片直接的粘接力，縮短鋰離子擴散路徑，但導鋰離子能力較差。因此，隔膜技術有待進一步改進。

技術實現思路

1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本申請提出一種具有抗收縮能力或離子傳輸能力較高的隔膜及其制備方法、電池和用電設備。

2、本申請第一方面提出了一種隔膜，包括：基膜和功能涂層，所述功能涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層設置在所述基膜的至少一側，所述第二涂層設置在所述第一涂層遠離所述基膜的一側；所述第一涂層包括反鈣鈦礦材料，所述第二涂層包括有機固態電解質。由此，本申請上述隔膜在具有良好抗熱收縮能力的同時還具有較高的離子傳輸能力。

3、在一些實施例中，所述反鈣鈦礦材料包括li3of、li3ocl、li3obr、li3oi、li3ocl0.5br0.5、li3obh4、li3sbf4、li3s(bf4)0.5cl0.5中的至少一種。由此可以提高離子傳輸能力，同時在鋰電池使用溫度范圍不發生反應，能夠有效抑制隔膜收縮。

4、在一些實施例中，所述第一涂層的面密度為0.1mg/cm2～10mg/cm2；所述第二涂層的面密度為0.1mg/cm2～100mg/cm2。由此有利于提升電池的能量密度。

5、在一些實施例中，所述基膜包括聚丙烯、聚乙烯、無紡布、聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。由此，材料來源廣泛，成本較低。

6、在一些實施例中，所述基膜的厚度為4μm～20μm。由此，有利于提升電芯的能量密度。

7、在一些實施例中，所述有機固態電解質包括聚環氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種。

8、本申請第二方面提出了一種隔膜的制備方法，包括：

9、將含有反鈣鈦礦材料的漿料涂覆在基膜至少一側表面，形成第一涂層；

10、將高分子有機物溶解在第一有機溶劑中，得到第一溶液；

11、將高分子接枝改性物、鋰鹽、增塑劑和光引發劑溶解在第二有機溶劑中，得到第二溶液，對所述高分子接枝改性物引發聚合后得到第三溶液；

12、將所述第一溶液、所述第三溶液和熱引發劑混合后涂覆在所述第一涂層遠離所述基膜的表面，使所述高分子有機物與聚合后的高分子接枝改性物發生交聯反應，形成第二涂層，得到所述隔膜。

13、本申請通過在基膜表面涂覆反鈣鈦礦材料和有機固態電解質，能夠有效抑制隔膜收縮，并提升隔膜的離子傳輸能力。

14、在一些實施例中，在配制漿料之前，還包括：將所述反鈣鈦礦材料研磨成大小為0.1μm～20μm的顆粒。由此有利于提高反鈣鈦礦材料的分散性，使第一涂層更加均勻。

15、在一些實施例中，所述高分子有機物包括聚環氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種。由此，材料來源廣泛，成本較低。

16、在一些實施例中，所述高分子接枝物包括丙烯酸酯及其衍生物的低聚物和小分子添加劑的交聯物中的至少一種；所述小分子添加劑包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈和癸二腈中的至少一種。由此，材料來源廣泛，成本較低。

17、在一些實施例中，所述鋰鹽包括lipf6、libf4、liclo4、liasf6、licf3so3、lin(cf3so2)2中的至少一種。由此，材料來源廣泛，成本較低，有利于提升隔膜的離子傳輸能力。

18、在一些實施例中，所述增塑劑包括碳酸酯類化合物、醚類化合物、砜類化合物中的至少一種。由此，材料來源廣泛，成本較低，有利于提升隔膜的韌性。

19、在一些實施例中，所述高分子接枝改性物在所述第二溶液中的濃度為10mg/ml～200mg/ml。由此，有利于提高反應速率，減少原料浪費。

20、在一些實施例中，所述交聯反應的溫度為60℃～200℃，壓力為0.1mpa～2mpa。由此，有利于提高交聯速率，節省反應時間。

21、本申請第三方面提出了一種電池，包括本申請第一方面所述的隔膜或本申請第二方面所述的方法制備得到的隔膜。由此，可以提升電池的快充能力。

22、本申請第四方面提出了一種用電設備，包括本申請第三方面所述的電池。該用電設備具有前面所述的電池的全部特征和優點，在此不再一一贅述。

技術特征：

1.一種隔膜，其特征在于，包括：基膜和功能涂層，所述功能涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層設置在所述基膜的至少一側，所述第二涂層設置在所述第一涂層遠離所述基膜的一側；所述第一涂層包括反鈣鈦礦材料，所述第二涂層包括有機固態電解質。

2.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述反鈣鈦礦材料包括li3of、li3ocl、li3obr、li3oi、li3ocl0.5br0.5、li3obh4、li3sbf4、li3s(bf4)0.5cl0.5中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述第一涂層的面密度為0.1mg/cm2～10mg/cm2；和/或

4.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述基膜包括聚丙烯、聚乙烯、無紡布、聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種；和/或

5.根據權利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述有機固態電解質包括聚環氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種。

6.一種制備權利要求1～5中任一項所述的隔膜的方法，其特征在于，包括：

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在配制漿料之前，還包括：將所述反鈣鈦礦材料研磨成大小為0.1μm～20μm的顆粒。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述高分子有機物包括聚環氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種；和/或

9.根據權利要求8所述的隔膜，其特征在于，所述小分子添加劑包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈和癸二腈中的至少一種。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述高分子接枝改性物在所述第二溶液中的濃度為10mg/ml～200mg/ml。

11.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述交聯反應的溫度為60℃～200℃，壓力為0.1mpa～2mpa。

12.一種電池，其特征在于，包括權利要求1～5中任一項所述的隔膜或權利要求6～11中任一項所述的方法制備得到的隔膜。

13.一種用電設備，其特征在于，包括權利要求12所述的電池。

技術總結
本申請屬于電池技術領域，具體公開了一種隔膜及其制備方法、電池和用電設備，該隔膜包括：基膜和功能涂層，所述功能涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層設置在所述基膜的至少一側，所述第二涂層設置在所述第一涂層遠離所述基膜的一側；所述第一涂層包括反鈣鈦礦材料，所述第二涂層包括有機固態電解質。由此可以提高隔膜的離子傳輸能力，將其應用于電池時可提升電池的快充能力。

技術研發人員：袁號,宋冉冉,安洪力,楊慧敏,朱志強,平國政
受保護的技術使用者：北京新能源汽車股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28