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CN116706426A - 一种电池、电子设备及隔膜的加工方法 - Google Patents

一种电池、电子设备及隔膜的加工方法 Download PDF

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CN116706426A
CN116706426A CN202211739496.5A CN202211739496A CN116706426A CN 116706426 A CN116706426 A CN 116706426A CN 202211739496 A CN202211739496 A CN 202211739496A CN 116706426 A CN116706426 A CN 116706426A
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ferroelectric material
negative electrode
ferroelectric
battery
material layer
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CN202211739496.5A
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谷添
朱华
卢轮
林超旺
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Honor Device Co Ltd
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Honor Device Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种电池、电子设备及隔膜的加工方法，涉及电子产品技术领域，用于解决如何抑制电池中金属负极的枝晶生长现象，提高电池的容量、寿命及安全性的问题。电池包括正极、金属负极和隔膜。隔膜设置于正极与金属负极之间，且隔膜包括基膜以及设置于基膜的朝向金属负极的表面的铁电材料层，铁电材料层包括铁电材料，铁电材料在正极与金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，该电极化的方向与该充电电场的方向相反，且该电极化的强度与该充电电场的强度正相关。本申请提供的电池用于储存电量。

Description

一种电池、电子设备及隔膜的加工方法
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种电池、电子设备及隔膜的加工方法。
背景技术
随着经济的发展，目前诸如便携式电子产品、无人机、电动汽车等电子设备迫切需要具有更高能量密度、更高功率密度、更长循环寿命和更安全的电池。而现有的以石墨作为负极的锂离子电池，其能量密度已接近上限，不能满足用户对上述电子设备的续航及待机需求。
锂、钠、钾等金属负极具有高的理论比容量和低的电化学电势，是一种具有广阔发展前景的高能负极材料。采用这种金属负极可以大幅提升电池的能量密度，显著提高用户体验。但是，金属负极存在枝晶生长现象，该现象不仅造成电池容量和寿命衰减，还会造成隔膜刺穿、电池短路甚至热失控爆炸等问题，从而阻碍了高能量密度金属负极电池的商业化进程。
发明内容
本申请提供一种电池、电子设备及隔膜的加工方法，用于解决如何抑制电池中金属负极的枝晶生长现象，提高电池的容量、寿命及安全性的问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种电池，该电池包括正极、金属负极和隔膜。隔膜设置于正极与金属负极之间，且隔膜包括基膜以及设置于基膜的朝向金属负极的表面的铁电材料层。该铁电材料层包括铁电材料。铁电材料在正极与金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，该电极化的方向与充电电场的方向相反，且电极化的强度与充电电场的强度正相关。
这样一来，充电过程中，在充电电场的作用下，铁电材料因铁电效应而产生反极化电场，该反极化电场的方向与充电电场的方向相反。在此基础上，由于铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关，因此在充电电场的强度越强的部位产生的反极化电场也越强。而由于充电电场在微观凸起部位的电场强度较强，在微观凹陷部位的电场强度较弱。因此，铁电材料在与微观凸起相对的部位产生的反极化电场强度较强，在与微观凹陷相对的部位产生的反极化电场强度较弱。这样，当来自正极的电解质离子扩散到铁电材料上与微观凸起相对的部位时，受到较强的反极化电场的作用，使得电解质离子进一步向微观凸起的周围区域运动，不再直接沉积在微观凸起处，由此使得电解质离子均匀分布在金属负极的表面，从而抑制了枝晶的生长，保证了电池的容量和寿命，提升了电池的使用安全性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料为铁电陶瓷材料。铁电陶瓷材料的介电常数较高，在充电电场一定的前提下，产生的反极化电场强度较大，在充电过程中，能够将电解质离子有效分散至微观凸起部位的周围区域，能够有效抑制枝晶的生长。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料为无铅铁电材料。无铅铁电材料不含铅元素，对环境友好，造成的环境污染较小。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料为弛豫铁电材料。弛豫铁电材料内离子移动需要的能量更低，能够拥有更高的极化强度，在充电过程中，能够将电解质离子有效分散至微观凸起部位的周围区域，能够有效抑制枝晶的生长。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料包括聚偏氟乙烯铁电聚合物、奇数尼龙、亚乙烯基二氰共聚物、芳香族和脂肪族聚脲、钛酸钡、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、铌酸锶钡、铌酸钡钠、铁酸铋、钛酸锶钡、钛酸锶钙、锆钛酸钡、磷酸二氢钾、铌酸镁铅(Pb(Mg1/ 3Nb2/3)O3)、铌酸锌铅(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3)、钽酸钪铅(Pb(Sc1/2Ta1/2)O3)、铌酸铟钡-钛酸铅((1-x)Ba(In0.5Nb0.5)O3-xPbTiO3)(其中，0<x<1)、钛酸钠铋(Bi0.5Na0.5TiO3)、铁酸铋-钛酸钡(BiFeO3-BaTiO3)中的至少一种。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料的居里温度大于或者等于100℃。具体的，铁电材料的居里温度(Tc)可以为120℃、150℃、180℃、200℃、300℃、400℃或者500℃。由于铁电材料的环境温度在居里温度以下时，铁电材料具有铁电效应，能够在充电电场作用下产生电极化，并使得该电极化的方向与该充电电场的方向相反，而且铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关。当铁电材料的环境温度在居里温度以上时，铁电材料由低温的铁电相改变为高温的非铁电相，导致铁电材料的铁电效应消失。而电池在充电过程中的内部温度通常小于100℃，因此，当铁电材料的居里温度(Tc)大于或者等于100℃时，电池在整个充电过程中，内部的铁电材料均具有铁电效应，能够在充电过程的整个过程中有效抑制枝晶的生长。
在第一方面的一种可能的实现方式中，在铁电材料层中，铁电材料的质量百分数大于或者等于90％，且小于或者等于98％。在此范围内时，铁电材料的质量占比适中，能够有效抑制枝晶生长，同时给粘结剂预留了足够的设计空间，以保证铁电材料在第二表面的结合力。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料层还包括粘结剂，粘结剂粘接于基膜的朝向金属负极的表面，铁电材料呈粉体状，且铁电材料分散于粘结剂内。粘结剂用于提高铁电材料在第二表面的结合力，铁电材料通过粘结剂结合在第二表面。
在第一方面的一种可能的实现方式中，粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙二醇、聚环氧乙烯、聚多巴胺、羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、海藻酸钠、聚对苯乙烯磺酸、聚对苯乙烯磺酸锂和明胶中的至少一种。
在第一方面的一种可能的实现方式中，在铁电材料层中，粘结剂的质量百分数大于或者等于2％，且小于或者等于10％。在此范围内时，能够保证铁电材料在第二表面的结合力。同时，给铁电材料预留了足够的设计空间，以有效抑制枝晶的生长。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料的粒径为纳米级，也即是铁电材料的粒径大于或者等于1nm，小于1000nm。具体的，铁电材料的粒径可以为1nm、10nm、20nm、100nm、200nm、500nm、800nm、900nm或者950nm。这样一来，便于在粘结剂内均匀分散，能够有效抑制枝晶的生长。
在第一方面的一种可能的实现方式中，基膜为多孔膜，铁电材料层为多孔材料层，铁电材料层上的孔隙与基膜上的孔隙连通形成连通孔隙，连通孔隙贯穿基膜的背对铁电材料层的表面和铁电材料层的背对所述基膜的表面。这样一来，在电池充放电过程中，电解质离子可以由该连通孔隙穿过，由此避免铁电材料层干扰充放电进程。
在第一方面的一种可能的实现方式中，铁电材料层的厚度大于或者等于1微米，且小于或者等于10微米。这样一来，铁电材料层的厚度适中，能够有效抑制枝晶的生长，同时用量较少，成本较低。
在第一方面的一种可能的实现方式中，金属负极包括锂负极、钠负极、钾负极、镁负极、锌负极和铝负极中的至少一个。
第二方面，还提供一种电子设备，该电子设备包括用电器件和如上任一技术方案所述的电池，电池与用电器件电连接。
由于本申请提供的电子设备包括如上任一技术方案所述的电池，因此二者能够解决相同的技术问题并达到相同的效果。
第三方面，提供一种隔膜的加工方法，该隔膜应用于电池内的正极与金属负极之间，加工方法包括：在基膜的单侧表面设置铁电材料层，该铁电材料层包括铁电材料，铁电材料在正极与金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，电极化的方向与充电电场的方向相反，且电极化的强度与充电电场的强度正相关。
在将本申请提供的加工方法制得的隔膜应用于电池内的正极和金属负极之间，并使基膜的设置铁电材料层的表面朝向金属负极时，充电过程中，在充电电场的作用下，铁电材料因铁电效应而产生反极化电场，该反极化电场的方向与充电电场的方向相反。在此基础上，由于铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关，因此在充电电场的强度越强的部位产生的反极化电场也越强。而由于充电电场在微观凸起部位的电场强度较强，在微观凹陷部位的电场强度较弱。因此，铁电材料在与微观凸起相对的部位产生的反极化电场强度较强，在与微观凹陷相对的部位产生的反极化电场强度较弱。这样，当来自正极的电解质离子扩散到铁电材料上与微观凸起相对的部位时，受到较强的反极化电场的作用，使得电解质离子进一步向微观凸起的周围区域运动，不再直接沉积在微观凸起处，由此使得电解质离子均匀分布在金属负极的表面，从而抑制了枝晶的生长，保证了电池的容量和寿命，提升了电池的使用安全性。
在第三方面的一种可能的实现方式中，在基膜的单侧表面设置铁电材料层，包括：
将有机溶剂、所述铁电材料和粘结剂混合，以得到铁电材料浆料；
将铁电材料浆料设置于基膜的单侧表面；
干燥处理基膜上的所述铁电材料浆料，使得铁电材料浆料中的有机溶剂挥发，以得到铁电材料层。
这样一来，铁电材料层直接成型于基膜的单侧表面，且在干燥处理基膜上的铁电材料浆料之后，铁电材料在粘结剂的作用下紧密结合于基膜上，能够提高铁电材料层与基膜的结合强度。此方法简单，条件易控，适合于工业化生产。而且有机溶剂挥发后，在铁电材料层上形成多个孔隙，该多个孔隙分别与基膜上的多个孔隙连通形成连通孔隙，该连通孔隙贯穿基膜的背对铁电材料层的表面和铁电材料层的背对基膜的表面。这样，在电池充放电过程中，电解质离子可以由该连通孔隙穿过，由此避免铁电材料层干扰充放电进程。
在第三方面的一种可能的实现方式中，铁电材料为纳米级铁电材料粉体。这样一来，便于在有机溶剂和粘结剂内均匀分散。
在第三方面的一种可能的实现方式中，铁电材料浆料中，有机溶剂的质量百分数大于或者等于20％且小于或者等于40％，铁电材料的质量百分数大于或者等于54％且小于或者等于78.4％，粘结剂的质量百分数大于或者等于1.2％且小于或者等于8％。这样一来，有利于将铁电材料和粘结剂充分混合，而且铁电材料的粘稠度适中，方便设置在基膜上。
在第三方面的一种可能的实现方式中，铁电材料浆料在基膜的单侧表面的设置厚度大于或者等于5微米，且小于或者等于30微米。这样一来，铁电材料浆料的厚度适中，能够有效抑制枝晶的生长，同时用量较少，成本较低。同时，在干燥处理基膜上的铁电材料浆料，以使得铁电材料浆料中的有机溶剂挥发后得到的多孔铁电材料层的厚度适中，铁电材料层内的孔隙的长度较小，与基膜上的孔隙连通形成的连通孔隙的长度较小，对电解质离子的运动的阻碍较小，能够保证充放电的效率。
在第三方面的一种可能的实现方式中，有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的至少一种。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电池的内部结构示意图；
图2为本申请又一些实施例提供的电池的内部结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的电子设备的多种结构形式；
图4为本申请一些实施例提供的电池的主视图
图5为图4所示电池在A-A线处的截面结构示意图；
图6为图5所示电池内隔膜的结构示意图；
图7为图6所示隔膜中区域I的局部放大图；
图8为本申请一些实施例提供的隔膜的加工方法流程图；
图9为图8所示隔膜的加工方法中步骤S10的具体流程图。
具体实施方式
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。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。
在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本申请提供一种电池、电子设备及隔膜的加工方法，为了方便下文各实施例的描述，在介绍本申请实施例之前，首先对本申请实施例将要提及的一些专业术语进行介绍，具体的：
二次电池：又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
正极：是指电源中电位(电势)较高的一端。在原电池中，装置为电源，电流流出的电极电势较高，为正极，正极起还原作用，即离子或分子得到电子；在电解池中，装置为用电器，以所连接的电源为准，与电源正极相连的电极为正极，此时，正极起氧化作用，即离子或分子失去电子。
金属负极：是指材料为金属的负极，为电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中，电流流入的电极电势较低，为负极，负极发生氧化作用的电极，电池反应中写在左边；在电解池中，与电源负极相连的电极为负极，此时，负极得到电子起还原作用。从物理角度来看，负极是电路中电子流出的一极。
电解液:是指在电池正负极之间用于提供离子交换的媒介。
隔膜：是指在充放电反应过程中，用以将电池的正极和金属负极分开，以防止两极接触而短路的薄膜。同时，隔膜还允许电解质离子穿过。
铁电材料：是指具有铁电效应的一类材料。而铁电效应是指在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷中心不重合而出现电偶极矩，电偶极矩产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发电极化，且电偶极矩方向可以因外电场而改变，呈现出类似于铁磁体的特点。也就是说，铁电材料内部存在自发电极化的现象，该自发电极化并非由外加电场引起，而是由铁电材料内部结构引起的电极化现象，并且外加电场可以通过改变电偶极矩的方向来改变铁电材料的电极化方向。
铁电陶瓷材料：是指具有铁电效应的陶瓷材料。主要的铁电陶瓷系统包括钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷，钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡-锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。
无铅铁电材料：是指不含铅元素的铁电材料。
弛豫铁电材料：为铁电材料中的一类。弛豫铁电材料具有以下介电特征:(1)相变弥散:铁电到顺电相变是一个渐变的过程，没有一个确定的居里温度(Tc)，表现为介电常数与温度的关系曲线中介电峰的宽化，通常将其介电常数最大值所对应的温度(Tm)作为一个特征温度。(2)频率色散:在温度(Tm)以下，随着频率的增加，介电常数下降、损耗增加、介电峰和损耗峰向高温方向移动。(3)在温度(Tm)以上，仍然存在较大的自发极化强度。
请参阅图1，图1为本申请一些实施例提供的电池的内部结构示意图。在本实施例中，电池为金属负极电池，具体的金属负极为锂金属负极。下面以图1所示金属负极电池为例，分析枝晶的生长原因及带来的危害。
锂金属电池的核心部件主要包括正极1、金属负极2、电解液3和隔膜4。隔膜4设置在正极1和金属负极2之间。当锂金属电池充电时，锂离子(Li+)从正极1的晶格中脱出，经过电解液3，并穿过隔膜4，在金属负极2的表面与电子(e-)结合生成锂(Li)，在金属负极2的反应化学式为：Li++e-→Li。当锂金属电池放电时，金属负极2的锂(Li)失去电子(e-)形成锂离子(Li+)，反应化学式为：Li→Li++e-，锂离子(Li+)经过电解液3，并穿过隔膜4，插入到正极1的晶格中。
在上述充电过程中，锂金属负极02在成型后表面不可避免地存在微观粗糙，导致锂金属负极02表面电场强度分布不均匀。具体的，在充电过程中，根据尖端效应，电子(e-)在尖端(也即是微观凸起部位)分布较密集，电场强度较高，在微观凹陷部位分布较稀疏，电场强度较低。这样一来，在充电过程中，初始阶段，锂离子(Li+)在电场力的作用下保持垂直于锂金属负极02的方向运动，在运动到高电场强度的微观凸起附近时，受到较强的电场力作用，使锂离子(Li+)向微观凸起处运动，由此来自正极的锂离子(Li+)选择性地沉积在微观凸起部位，使得尖端部位沉积的锂较多，尺寸进一步变大，由此形成锂枝晶。而且，随着充电次数的增加，锂枝晶的尺寸也越来越大。
基于以上锂枝晶的生长过程，随着锂枝晶的生长，锂枝晶的比表面积进一步增大，与电解液的反应活性进一步提高，导致锂枝晶与电解液之间的副反应增加，从而降低锂负极的库伦效率，电池循环稳定性降低，从而造成了电池容量和寿命衰减。而且，副反应的增加进一步产生热量，使电池存在潜在的安全隐患，容易引起热失控爆炸。同时，随着锂枝晶的生长，当锂枝晶生长到一定程度时，就会穿透隔膜，引发正负极短路，进一步引发安全性问题，并缩短电池使用寿命。
为了解决上述问题，请参阅图2，图2为本申请又一些实施例提供的电池的内部结构示意图。与图1所示电池相比，本申请所示电池中。隔膜4包括基膜41以及设置于基膜41的朝向金属负极2的一侧设置铁电材料层42，铁电材料层42包括铁电材料。充电过程中，在正极1与金属负极2之间的充电电场作用下，铁电材料因铁电效应而产生反极化电场，该反极化电场的方向与充电电场的方向相反。而且，在充电电场越强的部位产生的反极化电场也越强。因此，铁电材料在与电场较强的微观凸起相对的部位产生的反极化电场强度也较强，在与电场较弱的微观凹陷相对的部位产生的反极化电场强度也较弱。这样一来，当来自正极1的锂离子(Li+)扩散到铁电材料上与电场强度较强的微观凸起相对的部位时，受到反极化电场的作用，锂离子(Li+)向微观凸起的周围区域运动，不再直接沉积在微观凸起处，由此使得锂离子(Li+)均匀分布在金属负极2的表面，最终锂枝晶得到抑制并形成致密均匀的锂沉积层。
下面结合附图详细介绍本申请的实施例，且在详细介绍本申请实施例之前首先介绍本申请实施例的应用场景。
本申请提供一种电子设备。请参阅图3，图3为本申请一些实施例提供的电子设备100的多种结构形式。这些电子设备为包括电池10的一类电子设备，具体的，电子设备100包括但不限于手机100A、平板电脑(tablet personal computer)100B、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数码助理(personal digital assistant，PDA)、个人计算机、笔记本电脑(Notebook)100C等便携式电子产品、电动牙刷100D、扫地机器人100E、移动电源100F、无人机、电动汽车等。
上述电子设备还包括用电器件，用电器件包括但不限于显示屏、扬声器、摄像头、闪光灯、听筒、主板、副板、传感器等电子元器件中的至少一种。电池10与用电器件电连接，以向用电器件供电。
本申请还提供一种电池10。该电池10为二次电池，应用于上述电子设备，用于在充电过程中，将电能转换成化学能，以实现电量的储存，同时在放电过程中，将化学能转换成电能以实现电量的释放，由此向电子设备内的用电器件提供电量。
请参阅图4和图5，图4为本申请一些实施例提供的电池10的主视图，图5为图4所示电池10在A-A线处的截面结构示意图。电池10包括壳体0、正极1、金属负极2、电解液3和隔膜4。
壳体0用于封装并保护正极1、金属负极2、电解液3和隔膜4。壳体0包括但不限于钢壳和铝塑膜。铝塑膜，也称铝塑包装膜，至少包括三层材料，中间层为铝层，起隔绝水分作用。外层为尼龙(nylon)胶层，起阻止空气尤其是氧的渗透作用。内层为聚丙烯(polypropylene，PP)层，起密封并防止电解液腐蚀铝层的作用。
正极1、金属负极2和隔膜4位于壳体0内并浸润在电解液3中。也就是说，电解液3用作电池10内传输电解质离子的载体，存在于壳体0内部正极1、金属负极2与隔膜4之间的空隙处。电解液3一般由高纯度的有机溶剂、电解质、必要的添加剂等原料在一定条件下并按一定比例配制而成。
正极1的材料包括但不限于硫、碘、氧气、磷酸铁锂、镍钴锰、镍钴铝或者二氧化锰等金属氧化物。正极1的结构形式可以呈片状、柱状、块状等等，本实施例是以正极1呈片状进行示例性说明，这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
金属负极2包括但不限于锂负极、钠负极、钾负极、镁负极、锌负极和铝负极中的至少一种。其中，锂负极是指材料为金属锂或锂合金的负极。具体的，锂负极可以包括锂金属负极、锂钠合金负极、锂钾合金负极、锂硅合金负极、锂锡合金负极和锂铟合金负极中的至少一种。金属负极2的结构形式可以呈片状、柱状、块状等等，本实施例是以金属负极2呈片状进行示例性说明，在此基础上，请参阅图5，金属负极2可以与正极1层叠设置。
当电池10充电时，电解质离子从正极1的晶格中脱出，经过电解液3，在金属负极2的表面与电子(e-)结合形成金属沉积物。当电池10放电时，金属负极2的金属失去电子(e-)形成电解质离子，该电解质离子经过电解液3，插入到正极1的晶格中。其中，电解质离子是指在充放电过程中在正极1与金属负极2之间传输的金属离子。当金属负极2为锂负极时，电解质离子为锂离子；当金属负极2为钠负极时，电解质离子为钠离子；当金属负极2为钾负极时，电解质离子为钾离子；当金属负极2为镁负极时，电解质离子为镁离子；当金属负极2为锌负极时，电解质离子为锌离子；当金属负极2为铝负极时，电解质离子为铝离子。
隔膜4设置在正极1与金属负极2之间，用于将正极1和金属负极2分开，以防止两极接触而短路，同时隔膜4还允许上述电解质离子通过。在一些实施例中，请参阅图5，隔膜4可以呈片状，且隔膜4与正极1、金属负极2层叠设置。
在图5所示的实施例中，隔膜4、正极1、隔膜4、金属负极2依次层叠设置形成膜片结构，该膜片结构卷绕形成卷绕式的裸电芯。在其他实施例中，正极1、隔膜4、金属负极2可以依次交替并层叠设置，以形成叠片式的裸电芯。当然，正极1、隔膜4、金属负极2在电池10的壳体0内还可以有其他设置方式，在此不做具体限定。
下面主要对电池内隔膜4的结构及制作方法进行介绍。
请参阅图6，图6为图5所示电池10内隔膜4的结构示意图。隔膜4包括基膜41和铁电材料层42。
基膜41为多孔膜。比如，基膜41的材料可以为聚烯烃多孔膜、聚酰亚胺多孔膜等。这样一来，基膜41可以起到绝缘隔离的作用，同时，基膜41中的孔隙可以允许上述电解质离子通过。
基膜41包括相对的第一表面S1和第二表面S2。在将隔膜4应用于图5所示的电池10时，第一表面S1朝向正极1，第一表面S1背对金属负极2；第二表面S2朝向金属负极2，第二表面S2背对正极1。
铁电材料层42设置于第二表面S2。需要说明的是，铁电材料层42可以与第二表面S2直接接触，也可以由其他材料层间隔开，本实施例是以铁电材料层42与第二表面S2直接接触进行示例性说明，这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
铁电材料层42包括铁电材料，该铁电材料为满足下面两个条件的一类铁电材料。条件一：铁电材料在正极1与金属负极2之间的充电电场作用下产生电极化，该电极化的方向与该充电电场的方向相反。条件二：铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关，也即是，充电电场的强度越大，铁电材料的电极化强度越大。
其中，充电电场是指在充电过程中，向正极1和金属负极2施加预设充电电压时，在电池内正极1与金属负极2之间形成的电场。充电电场的强度E与预设充电电压U之间的关系满足：E＝U/D，其中，D为正极1与金属负极2之间的距离，单位为米(m)，预设充电电压U的单位为伏(V)，充电电场的强度E的单位为伏每米(V/m)。其中，预设充电电压为电池的设计充电电压中的至少一个，电池的设计充电电压通常标识于电池产品的表面或者标识于电池产品的说明书内。电池的设计充电电压可以包括一个或者多个固定值，也可以包括一个或者多个固定的范围。
这样一来，充电过程中，在充电电场的作用下，铁电材料因铁电效应而产生反极化电场，该反极化电场的方向与充电电场的方向相反。
在上述基础上，由于铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关，因此在充电电场的强度越强的部位产生的反极化电场也越强。而由于充电电场在微观凸起部位的电场强度较强，在微观凹陷部位的电场强度较弱。因此，铁电材料在与微观凸起相对的部位产生的反极化电场强度较强，在与微观凹陷相对的部位产生的反极化电场强度较弱。
这样，当来自正极1的电解质离子扩散到铁电材料上与微观凸起相对的部位时，受到较强的反极化电场的作用，使得电解质离子进一步向微观凸起的周围区域运动，不再直接沉积在微观凸起处，由此使得电解质离子均匀分布在金属负极2的表面，从而抑制了枝晶的生长，保证了电池的容量和寿命，提升了电池的使用安全性。
在上述实施例中，铁电材料包括但不限于铁电聚合物和铁电陶瓷材料。
其中，铁电聚合物包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)铁电聚合物、奇数尼龙(oddnumbesed nylons)、亚乙烯基二氰(VDCN)共聚物以及芳香族和脂肪族聚脲。这些铁电聚合物为有机铁电体。
铁电陶瓷材料为无机铁电体，包括但不限于钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷，钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡-锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。
具体的，铁电陶瓷材料包括但不限于钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、铌酸锶钡、铌酸钡钠、铁酸铋、钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)、钛酸锶钙((Sr,Ca)TiO3)、锆钛酸钡(Ba(Ti0.6Zr0.4)O3)、磷酸二氢钾等等。
铁电陶瓷材料的介电常数较高，在充电电场一定的前提下，产生的反极化电场强度较大，在充电过程中，能够将电解质离子有效分散至微观凸起部位的周围区域，能够有效抑制枝晶的生长。
在一些实施例中，铁电材料为弛豫铁电材料。具体的，弛豫铁电材料包括但不限于铌酸镁铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3)、铌酸锌铅(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3)、钽酸钪铅(Pb(Sc1/2Ta1/2)O3)、铌酸铟钡-钛酸铅((1-x)Ba(In0.5Nb0.5)O3-xPbTiO3)(其中，0<x<1)、钛酸钠铋(Bi0.5Na0.5TiO3)、铁酸铋-钛酸钡(BiFeO3-BaTiO3)等材料。
弛豫铁电材料内离子移动需要的能量更低，能够拥有更高的极化强度，在充电过程中，能够将电解质离子有效分散至微观凸起部位的周围区域，能够有效抑制枝晶的生长。
在一些实施例中，铁电材料为无铅铁电材料。无铅铁电材料不含铅元素，对环境友好，造成的环境污染较小。
在一些实施例中，铁电材料的居里温度(Tc)可以大于或者等于100℃。具体的，铁电材料的居里温度(Tc)可以为120℃、150℃、180℃、200℃、300℃、400℃或者500℃。由于铁电材料的环境温度在居里温度以下时，铁电材料具有铁电效应，能够在充电电场作用下产生电极化，并使得该电极化的方向与该充电电场的方向相反，而且铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关。当铁电材料的环境温度在居里温度以上时，铁电材料由低温的铁电相改变为高温的非铁电相，导致铁电材料的铁电效应消失。而电池在充电过程中的内部温度通常小于100℃，因此，当铁电材料的居里温度(Tc)大于或者等于100℃时，电池在整个充电过程中，内部的铁电材料均具有铁电效应，能够在充电过程的整个过程中有效抑制枝晶的生长。
在一些实施例中，铁电材料层42除了包括铁电材料之外，还包括粘结剂。粘结剂粘接于第二表面S2，铁电材料呈粉体状，且铁电材料分散于粘结剂内。粘结剂用于提高铁电材料在第二表面S2的结合力，铁电材料通过粘结剂结合在第二表面S2。
在一些实施例中，上述粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烯(PEO)、聚多巴胺(PDA)、羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶(CMC/SBR)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(LiPAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乳酸(PLA)、海藻酸钠(SA)、聚对苯乙烯磺酸(PSS)、聚对苯乙烯磺酸锂(LiPSS)和明胶中的至少一种。其中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯为聚偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物；羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶为羧甲基纤维素钠与丁苯橡胶的混合物。这些粘结剂能够提高铁电材料在第二表面S2的结合力，使铁电材料层42牢固结合在第二表面S2。
在一些实施例中，铁电材料的粒径为纳米级，也即是铁电材料的粒径大于或者等于1纳米(nm)，小于1000nm。具体的，铁电材料的粒径可以为1nm、10nm、20nm、100nm、200nm、500nm、800nm、900nm或者950nm。这样一来，便于在粘结剂内均匀分散，能够有效抑制枝晶的生长。
在一些实施例中，铁电材料在铁电材料层42内的质量百分数大于或者等于90％，且小于或者等于98％。具体的，铁电材料在铁电材料层42内的质量百分数可以为90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或者98％。在此范围内时，铁电材料的质量占比适中，能够有效抑制枝晶生长，同时给粘结剂预留了足够的设计空间，以保证铁电材料在第二表面S2的结合力。
在一些实施例中，粘结剂在铁电材料层42内的质量百分数大于或者等于2％，且小于或者等于10％。具体的，粘结剂在铁电材料层42内的质量百分数可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或者10％。在此范围内时，能够保证铁电材料在第二表面S2的结合力。同时，给铁电材料预留了足够的设计空间，以有效抑制枝晶的生长。
需要说明的是，铁电材料层42内除了包括铁电材料和粘结剂之外，还可以包括其他材料，比如残留的有机溶剂等，在此不做具体限定。
在一些实施例中，请参阅图7，图7为图6所示隔膜4中区域I的局部放大图。基膜41为多孔膜，铁电材料层42为多孔材料层。铁电材料层42上的孔隙d2与基膜41上的孔隙d1连通形成连通孔隙，该连通孔隙贯穿基膜41的背对铁电材料层42的表面和铁电材料层42的背对基膜41的表面。这样一来，在电池10充放电过程中，电解质离子可以由该连通孔隙穿过，由此避免铁电材料层42干扰充放电进程。
在一些实施例中，铁电材料层42的厚度大于或者等于1微米(μm)，小于或者等于10μm。具体的，铁电材料层42的厚度可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或者10μm。这样一来，铁电材料层42的厚度适中，能够有效抑制枝晶的生长，同时用量较少，成本较低。
本申请还提供了一种隔膜的加工方法。该隔膜应用于电池内的正极与金属负极之间。请参阅图8，图8为本申请一些实施例提供的隔膜的加工方法流程图。该加工方法包括下面的步骤S10。
步骤S10：在基膜的单侧表面设置铁电材料层。
其中，基膜为多孔膜。比如，基膜的材料可以为聚烯烃多孔膜、聚酰亚胺多孔膜等。
另外，铁电材料层包括铁电材料，该铁电材料在正极与金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，该电极化的方向与充电电场的方向相反，且该电极化强度与该充电电场的强度正相关。
铁电材料具体可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)铁电聚合物、奇数尼龙(odd numbesednylons)、亚乙烯基二氰(VDCN)共聚物、芳香族和脂肪族聚脲、钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、铌酸锶钡、铌酸钡钠、铁酸铋、钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)、钛酸锶钙((Sr,Ca)TiO3)、锆钛酸钡(Ba(Ti0.6Zr0.4)O3)、磷酸二氢钾、铌酸镁铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3)、铌酸锌铅(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3)、钽酸钪铅(Pb(Sc1/2Ta1/2)O3)、铌酸铟钡-钛酸铅((1-x)Ba(In0.5Nb0.5)O3-xPbTiO3)(其中，0<x<1)、钛酸钠铋(Bi0.5Na0.5TiO3)、铁酸铋-钛酸钡(BiFeO3-BaTiO3)中的至少一种。
需要说明的是，步骤S10可以包括:在基膜的单侧表面直接设置铁电材料层，以使铁电材料层与基膜的该单侧表面接触。步骤S10也可以包括：在基膜的单侧表面设置中间材料层，在中间材料层的背离基膜的表面设置铁电材料层。该中间材料层包括但不限于胶层。
在将步骤S1制得的隔膜应用于电池内的正极和金属负极之间，并使基膜的设置铁电材料层的表面朝向金属负极时，充电过程中，在充电电场的作用下，铁电材料因铁电效应而产生反极化电场，该反极化电场的方向与充电电场的方向相反。
在上述基础上，由于铁电材料的电极化强度与充电电场的强度正相关，因此在充电电场的强度越强的部位产生的反极化电场也越强。而由于充电电场在微观凸起部位的电场强度较强，在微观凹陷部位的电场强度较弱。因此，铁电材料在与微观凸起相对的部位产生的反极化电场强度较强，在与微观凹陷相对的部位产生的反极化电场强度较弱。
这样，当来自正极的电解质离子扩散到铁电材料上与微观凸起相对的部位时，受到较强的反极化电场的作用，使得电解质离子进一步向微观凸起的周围区域运动，不再直接沉积在微观凸起处，由此使得电解质离子均匀分布在金属负极的表面，从而抑制了枝晶的生长，保证了电池的容量和寿命，提升了电池的使用安全性。
在步骤S10中，铁电材料层可以单独成型并胶粘固定于基膜的单侧表面，也可以直接成型于基膜的单侧表面。在一些实施例中，请参阅图9，图9为图8所示隔膜的加工方法中步骤S10的具体流程图。在本实施例中，步骤S10包括下面的步骤S11-步骤S13。
步骤S11：将有机溶剂、铁电材料和粘结剂混合，以得到铁电材料浆料。
其中，有机溶剂包括但不限于苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的至少一种。
另外，铁电材料可以为纳米级铁电材料粉体。这样一来，便于在有机溶剂和粘结剂内均匀分散。
再者，粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烯(PEO)、聚多巴胺(PDA)、羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶(CMC/SBR)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(LiPAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乳酸(PLA)、海藻酸钠(SA)、聚对苯乙烯磺酸(PSS)、聚对苯乙烯磺酸锂(LiPSS)和明胶中的至少一种。
具体的，步骤S11可以包括：采用搅拌机将有机溶剂、铁电材料和粘结剂混合。这样一来，可以提高混合均匀性。其中，搅拌机包括但不限于旋桨式搅拌机、涡轮式搅拌机、桨式搅拌机、锚式搅拌机、螺带式搅拌机、磁力搅拌机、磁力加热搅拌机、折叶式搅拌机、变频双层搅拌机和侧入式搅拌机。
在一些实施例中，在铁电材料浆料中，有机溶剂的质量百分数大于或者等于20％且小于或者等于40％。具体的，在铁电材料浆料中，有机溶剂的质量百分数可以为20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％或者40％。
在铁电材料浆料中，铁电材料的质量百分数大于或者等于54％且小于或者等于78.4％。具体的，在铁电材料浆料中，铁电材料的质量百分数可以为54％、56％、58％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、74％、76％、78％、78.2％或者78.4％。
在铁电材料浆料中，粘结剂的质量百分数大于或者等于1.2％且小于或者等于8％。具体的，在铁电材料浆料中，粘结剂的质量百分数可以为1.2％、1.6％、1.8％、2％、4％、6％、7％或者8％。
这样一来，有利于将铁电材料和粘结剂充分混合，而且铁电材料的粘稠度适中，方便设置在基膜上。
步骤S12：将铁电材料浆料设置于基膜的单侧表面。
铁电材料浆料在基膜的单侧表面的设置厚度大于或者等于5μm，且小于或者等于30μm。具体的，铁电材料浆料在基膜的单侧表面的设置厚度可以为5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm或者30μm。这样一来，铁电材料浆料的厚度适中，能够有效抑制枝晶的生长，同时用量较少，成本较低。同时，在下面步骤S13所述的干燥处理基膜上的铁电材料浆料，以使得铁电材料浆料中的有机溶剂挥发后得到的多孔铁电材料层的厚度适中，铁电材料层内的孔隙的长度较小，与基膜上的孔隙连通形成的连通孔隙的长度较小，对电解质离子的运动的阻碍较小，能够保证充放电的效率。
具体的，步骤S12可以包括：采用涂布工艺将铁电材料浆料设置于基膜的单侧表面。其中，涂布工艺包括但不限于刮涂工艺、辊涂工艺、浸涂工艺和喷涂工艺中的至少一种。
步骤S13：干燥处理基膜上的铁电材料浆料，使得铁电材料浆料中的有机溶剂挥发，以得到铁电材料层。其中，干燥处理的工艺可以为烘干处理。烘干的温度可以大于或者等于70℃且小于或者等于90℃。具体的，烘干的温度可以为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、84℃、86℃、88℃或者90℃。
这样一来，铁电材料层直接成型于基膜的单侧表面，且在干燥处理基膜上的铁电材料浆料之后，铁电材料在粘结剂的作用下紧密结合于基膜上，能够提高铁电材料层与基膜的结合强度。此方法简单，条件易控，适合于工业化生产。
而且有机溶剂挥发后，在铁电材料层上形成多个孔隙，该多个孔隙分别与基膜上的多个孔隙连通形成连通孔隙，该连通孔隙贯穿基膜的背对铁电材料层的表面和铁电材料层的背对基膜的表面。这样，在电池充放电过程中，电解质离子可以由该连通孔隙穿过，由此避免铁电材料层干扰充放电进程。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种电池，其特征在于，包括：
正极；
金属负极；
隔膜，所述隔膜设置于所述正极与所述金属负极之间，且所述隔膜包括基膜以及设置于所述基膜的朝向所述金属负极的表面的铁电材料层，所述铁电材料层包括铁电材料，所述铁电材料在所述正极与所述金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，所述电极化的方向与所述充电电场的方向相反，且所述电极化的强度与所述充电电场的强度正相关。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述铁电材料为铁电陶瓷材料。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述铁电材料为无铅铁电材料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述铁电材料为弛豫铁电材料。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述铁电材料包括聚偏氟乙烯铁电聚合物、奇数尼龙、亚乙烯基二氰共聚物、芳香族和脂肪族聚脲、钛酸钡、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、铌酸锶钡、铌酸钡钠、铁酸铋、钛酸锶钡、钛酸锶钙、锆钛酸钡、磷酸二氢钾、铌酸镁铅、铌酸锌铅、钽酸钪铅、铌酸铟钡-钛酸铅、钛酸钠铋、铁酸铋-钛酸钡中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于，所述铁电材料的居里温度大于或者等于100℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池，其特征在于，在所述铁电材料层中，所述铁电材料的质量百分数大于或者等于90％，且小于或者等于98％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池，其特征在于，所述铁电材料层还包括粘结剂，所述粘结剂粘接于所述基膜的朝向所述金属负极的表面，所述铁电材料呈粉体状，且所述铁电材料分散于所述粘结剂内。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙二醇、聚环氧乙烯、聚多巴胺、羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、海藻酸钠、聚对苯乙烯磺酸、聚对苯乙烯磺酸锂和明胶中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的电池，其特征在于，在所述铁电材料层中，所述粘结剂的质量百分数大于或者等于2％，且小于或者等于10％。
11.根据权利要求8-10任一项所述的电池，其特征在于，所述铁电材料的粒径为纳米级。
12.根据权利要求1-11任一项所述的电池，其特征在于，所述基膜为多孔膜，所述铁电材料层为多孔材料层，所述铁电材料层上的孔隙与所述基膜上的孔隙连通形成连通孔隙，所述连通孔隙贯穿所述基膜的背对所述铁电材料层的表面和所述铁电材料层的背对所述基膜的表面。
13.根据权利要求1-12任一项所述的电池，其特征在于，所述铁电材料层的厚度大于或者等于1微米，且小于或者等于10微米。
14.根据权利要求1-13任一项所述的电池，其特征在于，所述金属负极包括锂负极、钠负极、钾负极、镁负极、锌负极和铝负极中的至少一个。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
用电器件；
权利要求1-14任一项所述的电池，所述电池与所述用电器件电连接。
16.一种隔膜的加工方法，所述隔膜应用于电池内的正极与金属负极之间，其特征在于，所述加工方法包括：
在基膜的单侧表面设置铁电材料层，所述铁电材料层包括铁电材料，所述铁电材料在所述正极与所述金属负极之间的充电电场作用下产生电极化，所述电极化的方向与所述充电电场的方向相反，且所述电极化的强度与所述充电电场的强度正相关。
17.根据权利要求16所述的加工方法，其特征在于，在基膜的单侧表面设置铁电材料层，包括：
将有机溶剂、所述铁电材料和粘结剂混合，以得到铁电材料浆料；
将所述铁电材料浆料设置于基膜的单侧表面；
干燥处理所述基膜上的所述铁电材料浆料，使得所述铁电材料浆料中的有机溶剂挥发，以得到铁电材料层。
18.根据权利要求17所述的加工方法，其特征在于，所述铁电材料浆料中，所述有机溶剂的质量百分数大于或者等于20％且小于或者等于40％，所述铁电材料的质量百分数大于或者等于54％且小于或者等于78.4％，所述粘结剂的质量百分数大于或者等于1.2％且小于或者等于8％。
19.根据权利要求17或18所述的加工方法，其特征在于，所述铁电材料浆料在所述基膜的单侧表面的设置厚度大于或者等于5微米，且小于或者等于30微米。
20.根据权利要求17-19任一项所述的加工方法，其特征在于，所述有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚中的至少一种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119725977A (zh) * 2023-09-28 2025-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔离膜、电池单体、电池和用电装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090246640A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and lithium ion secondary battery having the same
WO2018124754A1 (ko) * 2016-12-28 2018-07-05 주식회사 엘지화학 리튬금속전지용 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬금속전지
KR20200018902A (ko) * 2018-08-13 2020-02-21 주식회사 엘지화학 강유전성 고분자 보호층이 형성된 리튬 이차전지용 음극, 이의 제조 방법 및 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지
CN216213553U (zh) * 2021-11-02 2022-04-05 远景动力技术(江苏)有限公司 电芯装置及二次电池
KR20220079458A (ko) * 2020-12-04 2022-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 금속 전지용 음극 집전체, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
KR20220128947A (ko) * 2021-03-15 2022-09-22 주식회사 비츠로셀 광전자기 에너지 조사를 이용한 리튬 금속 전지용 애노드 전극 제조 방법 및 리튬 금속 전지용 애노드 전극

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090246640A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and lithium ion secondary battery having the same
WO2018124754A1 (ko) * 2016-12-28 2018-07-05 주식회사 엘지화학 리튬금속전지용 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬금속전지
KR20200018902A (ko) * 2018-08-13 2020-02-21 주식회사 엘지화학 강유전성 고분자 보호층이 형성된 리튬 이차전지용 음극, 이의 제조 방법 및 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지
KR20220079458A (ko) * 2020-12-04 2022-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 금속 전지용 음극 집전체, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
KR20220128947A (ko) * 2021-03-15 2022-09-22 주식회사 비츠로셀 광전자기 에너지 조사를 이용한 리튬 금속 전지용 애노드 전극 제조 방법 및 리튬 금속 전지용 애노드 전극
CN216213553U (zh) * 2021-11-02 2022-04-05 远景动力技术(江苏)有限公司 电芯装置及二次电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119725977A (zh) * 2023-09-28 2025-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔离膜、电池单体、电池和用电装置
WO2025065901A1 (zh) * 2023-09-28 2025-04-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔离膜、电池单体、电池和用电装置

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