CN117981158A-隔膜、电极组件、圆柱形电池电芯、及电池组和包括该电池组的车辆
技术背景：隔膜包括含无机颗粒的涂层以减少多孔聚合物基质(substrate)的热收缩，但在这种情况下，传统隔膜是仅在多孔聚合物基质的一侧上具有涂层的单面无机涂层隔膜。无机涂层隔膜与卷芯型(J/R)中的电极接触，且基质在一侧上，无机(陶瓷)涂层在另一侧上，导致电解质溶液的非对称渗透特性。由于电解质溶液的非对称渗透，因为有必要基于隔膜来设计正极和负极，因此存在管理问题，并且在电解质溶液渗透到卷芯型中时有必要向上调整压力/真空条件，导致成本更高，并且在没有应用适当渗透工艺的情况下性能下降。
此外，传统的单面无机涂层隔膜由于隔膜的一侧上的暴露基质而具有有限的耐热特性，并且在130℃或更高的高温下显著收缩。因此，热冲击(130℃或更高)引起的隔膜收缩会导致电极短路，而异常反应(过充电、外部短路)会导致电芯温度上升，从而增加火灾风险。
技术手段：隔膜包括：多孔聚合物基质；以及在所述多孔聚合物基质的至少一个表面上的多孔涂层，所述多孔涂层包括结合剂聚合物和无机颗粒，其中所述隔膜在横向(Transverse Direction，TD)上在最外侧的两端中的每端处包括绝缘涂层，并且其中，绝缘涂层包括用于绝缘涂层的填料和用于绝缘涂层的结合剂以具有多孔结构。绝缘涂层的宽度可以是隔膜在宽度方向上的总长度的0.1％至10％，用于绝缘涂层的填料的平均粒径(particle size)可以是无机填料的平均粒径的10％至90％，绝缘涂层的垂直截面形状可以具有矩形结构、梯形结构、三角形结构、平行四边形结构、半圆形结构或半椭圆形结构。
实施例：隔膜的制造：将约5重量％的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(polyvinylidenefluoride-hexafluoropropylene，PVdF-HFP)共聚物添加到四氢呋喃(THF)中，并且在50℃的温度下溶解约12小时或更长时间以制备聚合物溶液。将粒径约为400nm的BaTiO3粉末加入到聚合物溶液中，使得总固体为20重量％，并且分散以制备混合溶液(BaTiO3/PVdF-HFP＝80:20(重量比))。使用刮刀法将所制备的混合溶液涂覆在由聚丙烯制成的多孔聚合物基质的两个表面上。在涂覆之后，将THF干燥以在多孔聚合物基质的两个表面上形成多孔涂层。随后，添加作为用于绝缘涂层的填料的80重量份的Al2O3、用于绝缘涂层的结合剂的20重量份的聚偏二氟乙烯(PVdF)和作为溶剂(分散介质)的四氢呋喃，以制备含有20重量%固体的用于绝缘涂层的组合物。将所制备的用于绝缘涂层的组合物涂覆在多孔聚合物基质的两个表面上的多孔涂层的两端，并且干燥以制造具有绝缘涂层的隔膜。在这种情况下，绝缘涂层的宽度为1.25mm，高度为0.3μm。多孔聚合物基质的厚度为10μm,并且所述两个表面中的每一个表面上的所述多孔涂层的厚度为1.5μm.作为使用孔隙率计测量的结果，所制造的隔膜的孔径和孔隙率分别为0.4μm和60％。技术效果：在多孔聚合物基质的至少一个表面上具有包括无机颗粒和结合剂聚合物的多孔涂层的隔膜在隔膜在横向上在最外侧的两端中的每端处具有绝缘涂层，从而提高隔膜的耐热性和抗压性，防止电池电芯中的短路，改进电解质溶液在电池电芯中的电极处的渗透，并增强电池电芯的稳定性。
通过使用从电极组件的上部和下部突出的未涂覆区域作为电极接头，可以降低电池电芯的内阻并增加能量密度。通过改进电极组件的未涂覆区域结构，以防止在形成电池罐的卷边部分的过程中电极组件和电池罐的内周表面之间的干扰，可以防止由电极组件的部分变形引起的圆柱形电池电芯中的短路。可以改进电极组件的未涂覆区域结构，以防止在未涂覆区域弯曲时未涂覆区域撕裂，并且充分增加未涂覆区域的交叠层的数量，从而提高焊接强度。可以通过改进与电极组件的芯部相邻的未涂覆区域结构来容易地执行电池罐和集流板的电解质溶液注入过程和焊接过程，以防止在未涂覆区域弯曲时电极组件的芯部中的空腔阻塞。可以提供用于实现低内阻、防止内部短路和提高集流板和未涂覆区域的焊接强度的圆柱形电池电芯、以及电池组和包括该电池组的车辆。
