一种隔膜、电化学装置及电子装置的制作方法

1.本技术涉及电化学技术领域，具体涉及一种隔膜、电化学装置及电子装置。


背景技术：

2.电化学装置，例如锂金属电池，具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在消费电子领域具有广泛的应用。锂金属具有高的理论比容量，在锂金属电池中具有广阔的应用前景。因此，利用锂金属作为负极，同时采用包括高能量密度正极材料的正极，可以大大提高锂金属电池的能量密度和工作电压。
3.但是，由于锂金属的活泼性极高，在锂金属电池循环过程中锂金属会不断的与电解液发生剧烈的副反应，造成电解液与锂金属的消耗；另一方面，锂金属电池在循环过程中形成的“锂枝晶”也会造成锂金属的损失。锂金属的不断损失，会使得锂金属电池的容量下降，从而导致锂金属电池的循环寿命低。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种隔膜、电化学装置及电子装置，以延长电化学装置的循环寿命。具体技术方案如下：
5.本技术的第一方面提供了一种隔膜，其包括亚纳米孔道材料和粘结剂，亚纳米孔道材料包括金属有机框架材料或分子筛材料；亚纳米孔道材料的孔道孔径为0.01nm至1nm。采用本技术提供的隔膜并调控亚纳米孔道材料的孔道孔径在上述范围内，可以使得亚纳米孔道的大小与电解液中的溶剂分子匹配度高，使得亚纳米孔道材料的孔道孔径尺寸大于等于溶剂分子的大小，有利于将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内。将本技术提供的隔膜应用于电化学装置，能够减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，延缓锂枝晶的生长，从而改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
6.在本技术的一些实施方案中，隔膜的孔道孔径为20nm至500nm。通过调控隔膜的孔道孔径在上述范围内，可以改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
7.在本技术的一些实施方案中，金属有机框架材料包括mof-69c、mof-74、mof-5、zif-67、zif-8、mil-100(cr)、mil-100(fe)、uio-66、pcn-61或cubtc中的至少一种；分子筛材料包括mcm-41、sapo-34、3a分子筛、4a分子筛、5a分子筛或13x分子筛中的至少一种。选择上述范围内的金属有机框架材料或分子筛材料，可以使得隔膜具有良好的机械性能和吸液性能，有利于将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内。将上述隔膜应用于电化学装置中，可以进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
8.在本技术的一些实施方案中，隔膜满足以下特征中的至少一者：(1)亚纳米孔道材料的孔道中包含高分子，高分子包括聚苯乙烯磺酸钠、聚n-2-(二甲胺基丙基)甲基丙烯酰胺或聚丙烯酸中的至少一种。(2)亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50为50nm至5000nm；(3)亚纳米孔道材料的比表面积为200m2/g至2000m2/g；(4)粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚苯乙烯丁二烯共聚物、
海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羟甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钾中的至少一种。将具有上述特征的隔膜应用于电化学装置，有利于进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。将具有上述特征的隔膜应用于电化学装置，有利于进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
9.在本技术的一些实施方案中，隔膜满足以下特征中的至少一者：(1)隔膜的厚度为5μm至200μm；(2)隔膜的孔隙率为10％至80％。通过调整隔膜的厚度、孔隙率在上述范围内，可以降低隔膜的制备工艺难度的同时提高隔膜的均匀性，将上述隔膜应用于电化学装置中，有利于阻挡锂枝晶刺穿，可以更好地发挥隔膜对电解液的限域作用，使得电化学装置具有良好的安全性能和循环性能的同时具有高的能量密度。
10.在本技术的一些实施方案中，隔膜满足以下特征中的至少一者：(1)亚纳米孔道材料的颗粒粒径为100nm至5000nm；(2)隔膜的厚度为10μm至50μm；(3)隔膜的孔隙率为10％至30％；(4)隔膜的孔道孔径为20nm至100nm；(5)亚纳米孔道材料的比表面积为200m2/g至1500m2/g。将具有上述特征的隔膜应用于电化学装置，有利于进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
11.本技术的第二方面提供了一种电化学装置，其包括本技术第一方面提供的隔膜。本技术提供的隔膜能够将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内，有利于改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命，从而本技术提供的电化学装置具有良好的安全性能和较长的循环寿命。
12.在本技术的一些实施方案中，将电化学装置循环大于等于10圈，循环包括：在25
±
1℃的环境中，将电化学装置以0.2c恒流充电至3.7v，再以3.7v恒压充电至0.025c，静置5min，以0.2c恒流放电至2.8v；隔膜的拉曼谱图在730cm-1
至750cm-1
之间有拉曼峰，循环前上述拉曼峰的峰面积为s1，循环后上述拉曼峰的峰面积为s2，1.1≤s2/s1≤5。具有上述特征峰且s2/s1在上述范围内的电化学装置，具有良好的安全性能和更长的循环寿命。
13.在本技术的一些实施方案中，隔膜的红外谱图在600cm-1
至800cm-1
、1000cm-1
至1260cm-1
、1300cm-1
至1500cm-1
之间有红外特征峰，循环前上述红外特征峰的峰面积之和为s3，循环后上述红外特征峰的峰面积之和为s4，1.1≤s4/s3≤100，优选1.1≤s4/s3≤30。具有上述特征峰且s4/s3在上述范围内的电化学装置，具有良好的安全性能和更长的循环寿命。
14.本技术的第三方面提供了一种电子装置，其包括本技术第二方面提供的电化学装置。本技术提供的电化学装置具有良好的安全性能和较长的循环寿命，从而本技术的电子装置具有较长的使用寿命。
15.本技术的有益效果：
16.本技术提供了一种隔膜、电化学装置及电子装置。其中，隔膜包括亚纳米孔道材料和粘结剂，亚纳米孔道材料包括金属有机框架材料或分子筛材料；亚纳米孔道材料的孔道孔径为0.01nm至1nm。采用本技术提供的隔膜并调控隔膜的孔道孔径在上述范围内，有利于将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内。将本技术提供的隔膜应用于电化学装置，一方面有利于减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，提高负极极片表面的锂沉积密度，从而改善循环过程中sei膜破碎、剥离等问题，改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命；另一方面，隔膜将电解液中的阴离子固定在亚纳米孔道材料的孔道内，有利于提高锂离子的迁移数，从而延缓锂枝晶生长，改善电化学装置的安全性能
并延长电化学装置的循环寿命。此外，通过将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内，还可以降低电解液的用量，提高电化学装置的库伦效率，改善电化学装置的循环性能。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
18.图1为本技术提供的隔膜的示意图；
19.图2为亚纳米孔道材料的内部结构示意图；
20.图3a为实施例19制备的隔膜的扫描电镜(sem)照片
21.图3b为实施例19制备的隔膜的sem照片；
22.图3c为实施例19制备的隔膜的sem照片；
23.图4为实施例1的锂金属电池循环10圈前后其隔膜的拉曼谱图；
24.图5为实施例1的锂金属电池循环10圈前后其隔膜的红外谱图；
25.图6为实施例7和对比例2制备的锂金属电池的循环性能图。
具体实施方式
26.为使本技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.需要说明的是，本技术的具体实施方式中，以锂金属电池作为电化学装置的例子来解释本技术，但是本技术的电化学装置并不仅限于锂金属电池。
28.本技术的第一方面提供了一种隔膜，如图1所示，隔膜10包括亚纳米孔道材料11和粘结剂12，图1中的六边形表示亚纳米孔道材料11，黑色蜷曲的线表示粘结剂12。亚纳米孔道材料11包括金属有机框架材料或分子筛材料。如图2所示，亚纳米孔道材料11内部具有有序的亚纳米孔道111。亚纳米孔道材料的孔道孔径为0.01nm至1nm，例如亚纳米孔道材料的孔道孔径可以为0.01nm、0.05nm、0.1nm、0.3nm、0.5nm、0.7nm、0.9nm、1nm或为其中任意两个数值组成的范围。
29.采用本技术提供的隔膜并调控亚纳米孔道材料的孔道孔径在上述范围内，可以使得亚纳米孔道的大小与电解液中的溶剂分子匹配度高，使得亚纳米孔道材料的孔道孔径尺寸大于等于溶剂分子的大小，能够将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内。将本技术提供的隔膜应用于电化学装置，一方面有利于减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，提高负极极片表面的锂沉积密度，从而改善循环过程中sei膜破碎、剥离等问题，改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命；另一方面，隔膜将电解液中的阴离子固定在亚纳米孔道材料的孔道内，有利于提高锂离子的迁移数，从而延缓锂枝晶生长，改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。此外，通过将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内，还可以降低电解液的用量，提高电化学装置的库伦效率，改善电化学装置的循环性能。上述阴离子包括锂盐电离出的阴离子，例如可以包括但不限于双三氟甲磺酰亚胺阴离子(tfsi-)。
30.在本技术的一些实施方案中，隔膜的孔道孔径为20nm至500nm，优选为20nm至100nm，例如隔膜的孔道孔径可以为20nm、30nm、50nm、80nm、90nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm或为其中任意两个数值组成的范围。通过调控隔膜的孔道孔径在上述范围内，可以使隔膜具有良好的机械性能和吸液性能。将其应用于电化学装置中，可以减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，有利于提高负极极片表面的锂沉积密度和锂离子的迁移数，延缓锂枝晶生长，从而进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。本技术中，隔膜的孔道孔径是指隔膜整体的平均孔道孔径。
31.在本技术的一些实施方案中，金属有机框架材料包括mof-69c、mof-74、mof-5、zif-67、zif-8、mil-100(cr)、mil-100(fe)、uio-66、pcn-61或cubtc中的至少一种；分子筛材料包括mcm-41、sapo-34、3a分子筛(2/3k2o
·
1/3na2o
·
al2o3·
2sio2·
9/2h2o)、4a分子筛(na2o
·
al2o3·
2sio2·
9/2h2o)、5a分子筛(3/4cao
·
1/4na2o
·
al2o3·
2sio2·
9/2h2o)或13x分子筛(na2o
·
al2o3·
2.45sio2·
6h2o)中的至少一种。选择上述范围内的金属有机框架材料或分子筛材料，可以使隔膜具有良好的机械性能和吸液性能，更有利于将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内，可以减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，有利于提高负极极片表面的锂沉积密度和锂离子的迁移数，延缓锂枝晶生长，从而进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
32.在本技术的一些实施方案中，亚纳米孔道材料的孔道中包含高分子，高分子包括聚苯乙烯磺酸钠(pss)、聚n-2-(二甲胺基丙基)甲基丙烯酰胺(pdmapma)或聚丙烯酸(paa)中的至少一种。通过上述范围内的高分子修饰亚纳米孔道材料的孔道内部，可以进一步提高亚纳米孔道对阴离子的吸附能力，提高锂离子的迁移速率，从而延缓锂枝晶生长，进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
33.在本技术的一些实施方案中，亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50为50nm至5000nm，优选为100nm至1000nm。例如亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50可以为50nm、100nm、300nm、500nm、1000nm、2500nm、4000nm、5000nm或为其中任意两个数值组成的范围。通过调控亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50在上述范围内，有利于得到厚度均匀、致密且平整的隔膜，从而更好地发挥隔膜对电解液的限域作用，进而可以进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。本技术中，“d50”是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起，到达体积累积50％的粒径。在本技术中，亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50的选择会受到隔膜的厚度的限制，亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50小于等于隔膜的厚度的二分之一。
34.在本技术的一些实施方案中，亚纳米孔道材料的比表面积为200m2/g至2000m2/g，优选为200m2/g至1500m2/g。例如亚纳米孔道材料的比表面积可以为200m2/g、400m2/g、800m2/g、1200m2/g、1500m2/g、1800m2/g、2000m2/g或为其中任意两个数值组成的范围。通过调控亚纳米孔道材料的比表面积在上述范围内，有利于得到厚度均匀、致密且平整的隔膜，从而更好地发挥隔膜对电解液的限域作用，进而可以进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
35.在本技术的一些实施方案中，粘结剂包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚苯乙烯丁二烯共聚物、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羟甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钾中的至少一种。选择上述范围内的粘结剂，可以使隔膜具有良好的离子传输均匀性、机械性能和
稳定性。将上述隔膜应用于电化学装置，可以减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，有利于提高负极极片表面的锂沉积密度和锂离子的迁移数，延缓锂枝晶生长，从而进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。本技术对粘结剂的重均分子量没有特别限制，可以根据常规设置进行选择，只要能实现本技术的目的即可。例如粘结剂的重均分子量可以为150000至1000000。
36.在本技术中，上述实施方案中的特征：亚纳米孔道材料的孔道中包含高分子以及高分子的种类、亚纳米孔道材料的颗粒粒径、亚纳米孔道材料的比表面积或粘结剂的种类等特征可以任意组合，隔膜满足上述特征中的至少一者。
37.在本技术的一些实施方案中，隔膜的厚度为5μm至200μm，优选为10μm至50μm。例如隔膜的厚度可以为5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm或为其中任意两个数值组成的范围。通过调整隔膜的厚度在上述范围内，可以降低隔膜的制备工艺难度的同时提高隔膜的均匀性，将上述隔膜应用于电化学装置，可以阻挡锂枝晶刺穿，使得电化学装置具有良好的安全性能的同时具有高的能量密度。
38.在本技术的一些实施方案中，隔膜的孔隙率为10％至80％，优选为10％至30％。例如隔膜的孔隙率可以为10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、70％、80％或为其中任意两个数值组成的范围。通过调整隔膜的孔隙率在上述范围内，有利于更好地发挥隔膜对电解液的限域作用，可以进一步改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。
39.在本技术中，隔膜也可以同时满足上述隔膜的厚度和隔膜的孔隙率的特征。
40.在本技术中，隔膜的电导率小于或等于10-10
s/cm，说明本技术的隔膜具有良好的绝缘性，从而有利于改善电化学装置的短路和安全性能。
41.本技术的亚纳米孔道材料为市售的常规物质，可以通过购买不同型号的亚纳米孔道材料，来获得不同孔道孔径、颗粒粒径或比表面积的亚纳米孔道材料。本技术对其来源没有特别限定，只要能实现本技术的目的即可。
42.本技术对隔膜的制备方法没有特别限定，只要能实现本技术的目的即可，例如，可以采用本领域常用的制膜的方法进行制备，可以包括湿法制膜或干法制膜等，例如可以包括但不限于冷压、热压、刮涂、旋涂、静电纺丝等方法。隔膜的制备方法可以包括但不限于以下步骤：将亚纳米孔道材料和粘结剂进行混合，加入溶剂搅拌均匀，调配成浆料。将浆料通过刮刀进行刮涂制膜，将涂布后的膜在160℃至200℃保持60小时至80小时进行活化，活化后的膜经高压辊压后，浸泡于电解液中，使得隔膜被电解液浸润，然后用无尘纸擦干表面液体，干燥后得到隔膜。或者，将亚纳米孔道材料和粘结剂混合均匀，经高压辊压成膜，将辊压制得的膜进行活化，然后浸泡于电解液中，使得隔膜被电解液浸润，然后用无尘纸擦干表面液体，干燥后得到隔膜。其中，亚纳米孔道材料和粘结剂的质量比可以为7:1至11:1，溶剂可以包括但不限于n-甲基吡咯烷酮，浆料的固含量可以为50wt％至80wt％。隔膜在电解液中浸泡的时间可以为40小时至60小时，可以在常温下浸泡，也可以对电解液进行升温，例如在40℃至70℃进行浸泡。
43.通常情况下，通过改变高压辊压中使用的压辊质量可以调整隔膜的孔道孔径，增大高压辊压中使用的压辊质量，可以减小隔膜的孔道孔径；减小高压辊压中使用的压辊质量，可以增大隔膜的孔道孔径。通过改变高压辊压中使用的压辊质量还可以调整隔膜的孔隙率，增大压辊质量，可以减小隔膜的孔隙率，减小压辊质量，可以增大隔膜的孔隙率。通过
改变调整刮刀规格可以调整隔膜的厚度，选择规格大的刮刀，可以增加隔膜的厚度，选择规格小的刮刀，可以减小隔膜的厚度，具体地，例如将30μm的刮刀更换为150μm的刮刀，隔膜厚度增加，将30μm的刮刀更换为20μm的刮刀，隔膜厚度减小。
44.本技术的第二方面提供了一种电化学装置，其包括本技术第一方面提供的隔膜。本技术提供的隔膜能够将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内，将上述隔膜应用于电化学装置中，有利于改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。从而本技术提供的电化学装置具有良好的安全性能和较长的循环寿命。
45.在本技术的一些实施方案中，将电化学装置循环大于等于10圈，隔膜的拉曼谱图在730cm-1
至750cm-1
之间有拉曼峰，循环前上述拉曼峰的峰面积为s1，循环后上述拉曼峰的峰面积为s2，1.1≤s2/s1≤5。具有上述特征峰且s2/s1在上述范围内的电化学装置，具有更好的安全性能和更长的循环寿命。循环后上述拉曼峰的峰面积增大说明有更多的锂离子和阴离子进入亚纳米孔道材料的孔道结构中，从而可以改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。上述循环包括以下步骤：在25
±
1℃的环境中，将电化学装置以0.2c恒流充电至3.7v，再以3.7v恒压充电至0.025c，静置5min，以0.2c恒流放电至2.8v。
46.在本技术的一些实施方案中，将电化学装置循环大于等于10圈，隔膜的红外谱图在600cm-1
至800cm-1
、1000cm-1
至1260cm-1
、1300cm-1
至1500cm-1
之间有红外特征峰，循环前上述红外特征峰的峰面积之和为s3，循环后上述红外特征峰的峰面积之和为s4，1.1≤s4/s3≤100，优选1.1≤s4/s3≤30。具有上述特征峰且s4/s3在上述范围内的电化学装置，具有更好的安全性能和更长的循环寿命。循环后上述红外特征峰的峰面积增大说明有更多的溶剂进入亚纳米孔道材料的孔道结构中，从而可以改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。上述循环包括以下步骤：在25
±
1℃的环境中，将电化学装置以0.2c恒流充电至3.7v，再以3.7v恒压充电至0.025c，静置5min，以0.2c恒流放电至2.8v。
47.本技术的电化学装置还包括正极极片。本技术对正极极片没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极极片包含正极集流体和设置在正极集流体至少一个表上的正极活性材料层。本技术对正极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极集流体可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体(例如铝碳复合集流体)等。本技术对正极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极集流体的厚度为5μm至20μm。在本技术中，正极活性材料层包括正极活性材料，本技术对正极活性材料的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，正极活性材料可以包含镍钴锰酸锂(ncm)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂(lifepo4)、富锂锰基材料、钴酸锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂等中的至少一种。本技术对ncm的种类没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括ncm811、ncm622、ncm523或ncm111中的至少一种。在本技术中，正极活性材料还可以包含非金属元素，例如非金属元素包括氟、磷、硼或氯等中的至少一种。本技术对正极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，单面正极活性材料层的厚度为30μm至120μm。在本技术中，正极活性材料层可以设置于正极集流体厚度方向上的一个表面上，也可以设置于正极集流体厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是正极集流体表面的全部区域，也可以是正极集流体表面的部分区域，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。本技术的正极活性材料层还可以包含正极导电剂和正极粘结剂。本技术对正极导电剂和正极粘结剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的
即可。例如，正极导电剂可以包括但不限于导电炭黑(super p)、碳纳米管(cnts)、碳纤维、石墨烯、金属材料或导电聚合物中的至少一种，上述碳纳米管可以包括但不限于单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。上述碳纤维可以包括但不限于气相生长碳纤维(vgcf)和/或纳米碳纤维。上述金属材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、镍、铝或银中的至少一种。上述导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。正极粘结剂可以包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂或尼龙中的至少一种。
48.本技术的电化学装置还包括负极极片。本技术对负极极片没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极极片可以包括锂铜复合带，本技术对锂铜复合带的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如锂铜复合带的厚度可以为30μm至80μm。负极极片还可以包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层。本技术对负极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极集流体可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体(例如碳铜复合集流体、镍铜复合集流体、钛铜复合集流体)等。本技术对负极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极集流体的厚度为4μm至20μm。在本技术中，负极活性材料层包括负极活性材料，本技术对负极活性材料没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于石墨、中间相微碳球(mcmb)、硬碳、软碳、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的钛酸锂li4ti5o
12
、li-al合金或金属锂等中的至少一种。在本技术中，对负极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，单面负极活性材料层的厚度为30μm至130μm。在本技术中，负极活性材料层可以设置于负极集流体厚度方向上的一个表面上，也可以设置于负极集流体厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体的全部区域，也可以是负极集流体的部分区域，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。本技术的负极活性材料层还可以包含负极导电剂和负极粘结剂。本技术对负极导电剂和负极粘结剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，负极导电剂可以与上述正极导电剂相同，负极粘结剂可以与上述正极粘结剂相同。
49.本技术的电化学装置还包括电解液，电解液包括锂盐和非水溶剂。锂盐可以包括lipf6、libf4、liclo4、lib(c6h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2cf3)2、lic(so2cf3)3、li2sif6、双草酸硼酸锂(libob)、双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)或二氟硼酸锂中的至少一种。本技术对非水溶剂没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如可以包括但不限于碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物或其它有机溶剂中的至少一种。上述碳酸酯化合物可以包括但不限于链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物或氟代碳酸酯化合物中的至少一种。上述链状碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种。上述环状碳酸酯可以包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸亚丁酯或碳酸乙烯基亚乙酯中的至少一种。氟代碳酸酯化合物可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙
酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯或碳酸三氟甲基亚乙酯中的至少一种。上述羧酸酯化合物可以包括但不限于甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯或己内酯中的至少一种。上述醚化合物可以包括但不限于二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、1-乙氧基-1-甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃或四氢呋喃中的至少一种。上述其它有机溶剂可以包括但不限于二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯或磷酸三辛酯中的至少一种。
50.本技术的电化学装置还包括包装袋，用于容纳正极极片、隔膜、负极极片和电解液，以及电化学装置中本领域已知的其它部件，本技术对上述其它部件不做限定。本技术对包装袋没有特别限制，可以为本领域公知的包装袋，只要能够实现本技术目的即可。
51.本技术的电化学装置没有特别限制，其可以包括发生电化学反应的任何装置。在本技术的一种实施方案中，电化学装置可以包括但不限于：锂离子二次电池(锂离子电池)、锂金属二次电池(锂金属电池)、钠离子二次电池、钠金属二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。本技术对电化学装置的形状没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如可以包括但不限于柱状电池、方形电池或异形电池等。
52.电化学装置的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本技术没有特别的限制，例如，可以包括但不限于以下步骤：将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，然后用胶带将整个叠片结构的四个角固定好得到叠片结构的电极组件，将电极组件置入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置；或者，将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，并根据需要将其进行卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于包装袋中，从而防止电化学装置内部的压力上升、过充放电。
53.本技术的第三方面提供了一种电子装置，其包括本技术第二方面提供的电化学装置。本技术提供的电化学装置具有良好的安全性能和较长的循环寿命，从而本技术提供的电子装置具有较长的使用寿命。
54.本技术的电子装置没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，电子装置可以包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池或锂离子电容器等。
55.实施例
56.以下，举出实施例及对比例来对本技术的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。另外，只要无特别说明，“份”、“％”为质量基准。
57.测试方法与设备：
58.拉曼光谱测试
59.将同一实施例制备的隔膜分为两组，一组作为循环前的隔膜测试样品，另一组组装成锂金属电池，将锂金属电池按照下述步骤循环10圈：在25
±
1℃的环境中，将锂金属电
池以0.2c恒流充电至3.7v，再以3.7v恒压充电至0.025c，静置5min，以0.2c恒流放电至2.8v；然后拆解锂金属电池取出隔膜，作为循环后的隔膜测试样品。通过拉曼光谱仪测试循环前的隔膜和循环后的隔膜的拉曼谱图，然后分析拉曼谱图计算得到拉曼峰的面积s1、s2及s2/s1的值。
60.红外光谱测试
61.按照上述拉曼测试中的方式得到循环前的隔膜样品和循环后的隔膜样品，通过红外光谱仪测试循环前的隔膜和循环后的隔膜的红外谱图，然后分析红外谱图计算得到红外特征峰的面积s3、s4及s4/s3的值。
62.扫描电镜(sem)测试
63.通过扫描电子显微镜观察隔膜厚度方向上的表面的形貌以及沿厚度方向的截面的形貌，并拍摄sem照片。
64.隔膜的孔道孔径和孔隙率测试
65.根据国家标准gb/t 21650.1-2008《压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度》测试隔膜的孔道孔径和孔隙率。
66.柔性测试
67.将隔膜进行折叠，折叠角度≤360
°
，折叠后出现裂痕，终止折叠。折叠次数越多则柔性越好。
68.热收缩测试
69.将制备所得隔膜裁切成5cm
×
5cm大小，平铺于玻璃平板上，放置于200℃烘箱中，静置2h，观察隔膜边缘卷绕程度，并测量对应的长宽尺寸acm
×
bcm，分别计算长度方向上的收缩率a1％和宽度方向上的收缩率b1％。其中，a1％＝(5-a)/5
×
100％；b1％＝(5-b)/5
×
100％；200℃隔膜有无热收缩的判定标准为：a1％≤10％且b1％≤10％，200℃隔膜有无热收缩的判定结果为无；a1％≥10％或b1％≥10％，200℃隔膜有无热收缩的判定结果为有。
70.循环容量保持率测试
71.将锂金属电池置于25℃
±
2℃的恒温箱中静置2小时，循环过程1为：将锂金属电池以0.2c恒流充电至3.7v，然后以3.7v恒压充电至0.05c并静置5分钟；再以0.2c恒流放电至3.0v，此为一次充放电循环过程，记录锂金属电池首次循环的放电容量；而后按上述循环过程1重复进行充放电循环过程，至第50圈、第100圈、第150圈、第200圈时，按照循环过程2进行一次充放电循环过程，循环过程2为：以0.05c恒流充电至3.7v，然后以3.7v恒压充电至0.05c并静置5分钟；再以0.05c恒流放电至3.0v，此为一次充放电循环过程。记录每一圈循环后的放电容量。每组取10块锂金属电池，计算10块锂金属电池的容量保持率的平均值。
72.锂金属电池的循环容量保持率＝每圈循环后的放电容量(mah)/首次循环后的放电容量(mah)
×
100％。
73.循环圈数测试
74.将锂金属电池置于25℃
±
2℃的恒温箱中静置2小时，循环过程为：以0.1c恒流充电至3.7v，然后以3.7v恒压充电至0.05c并静置5分钟；再以0.1c恒流放电至3.0v，此为一次充放电循环过程，记录锂金属电池首次循环的放电容量；而后按上述循环过程重复进行充放电循环过程，记录锂金属电池的容量保持率下降到80％的圈数，每组取10块锂金属电池，计算锂金属电池的容量保持率下降到80％的圈数的平均值。
75.库伦效率测试
76.在温度20℃环境中，通过电化学工作站(深圳科晶蓝电电化学工作站)，将锂金属电池以0.2c的倍率恒流充电至3.7v，然后恒压充电至0.025c，静置5min，而后以0.2c恒流放电至2.8v，静置5min，此为一个循环，而后按上述过程重复进行充放电循环过程，库伦效率为当锂金属电池的容量衰减至首圈放电容量的80％时，各圈放电容量与充电容量的比值的平均值。
77.实施例1
78.《负极极片的制备》
79.采用锂铜复合带(天津中能锂业有限公司提供)作为负极极片，厚度为50μm，直接冲切成直径为18mm的规格待用。
80.《电解液的制备》
81.在干燥氩气气氛手套箱中，向有机溶剂碳酸丙烯酯(pc)中加入锂盐双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)溶解并混合均匀，得到锂盐的浓度为1mol/l的电解液。
82.《正极极片的制备》
83.将正极活性材料lifepo4、导电剂导电炭黑、粘结剂pvdf按照质量比97.5:1:1.5进行混合，加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)作为溶剂，搅拌均匀，调配成固含量为75wt％的正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为13μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到正极活性材料层厚度为50μm的单面涂布正极活性材料的正极极片。涂布完成后，将极片裁切成直径为14mm的规格，浸泡于上述《电解液的制备》中配制的电解液中2小时，用无尘纸擦干表面液体待用。
84.《隔膜的制备》
85.将2g的cubtc粉末在100℃真空干燥箱中干燥12小时，将干燥后的粉末研磨，然后将cubtc粉末和粘结剂pvdf按照质量比9:1进行混合，加入nmp作为溶剂，搅拌均匀，调配成固含量为50wt％的浆料。将浆料利用30μm的刮刀进行刮涂制膜，将涂布后的膜在180℃的真空干燥箱干燥72小时进行活化，活化后的膜经过1吨(t)的高压辊压后备用；将上述制得的膜浸泡于上述《电解液的制备》中配制的电解液中，于60℃下浸泡48小时，用无尘纸擦干表面液体后，于60℃真空干燥箱中干燥3分钟，得到隔膜。将隔膜裁切成直径为22mm的规格待用。
86.《扣式电池的制备》
87.在干燥氩气气氛手套箱中，按照负极壳、负极极片、隔膜、正极极片、正极壳的顺序自下而上排列，用封装机封装得到扣式电池，即锂金属电池。组装扣式电池过程中无需再添加电解液。
88.实施例2至实施例3
89.除了按照表1调整亚纳米孔道材料的种类以外，其余与实施例1相同。
90.实施例4至实施例6
91.除了按照表1调整制备参数以外，其余与实施例1相同。
92.实施例7
93.除了采用按照如下《隔膜的制备》中制得的隔膜以外，其余与实施例1相同。
94.《隔膜的制备》
95.将24mg的pss溶解于600ml的乙醇的水溶液(乙醇与水的体积比1:1)中，然后加入2g的cubtc粉末，室温下搅拌24小时后，抽滤，然后100℃真空干燥12小时并研磨，得到孔道内部修饰pss的cubtc粉末，记为cubtc@pss粉末。
96.将cubtc@pss粉末和粘结剂pvdf按照质量比9:1进行混合，加入nmp作为溶剂，搅拌均匀，调配成固含量为50wt％的浆料。将浆料利用30μm的刮刀进行刮涂制膜，将涂布后的膜在180℃的真空干燥箱干燥72小时进行活化，活化后的膜经过1吨(t)的高压辊压后备用；将上述制得的膜浸泡于上述《电解液的制备》中配制的电解液中，于60℃下浸泡48小时，用无尘纸擦干表面液体后，于60℃真空干燥箱中干燥3分钟，得到隔膜。将隔膜裁切成直径为22mm的规格待用。
97.实施例8至实施例18
98.除了按照表1调整制备参数以外，其余与实施例7相同。
99.实施例19
100.除了采用按照如下《隔膜的制备》中制得的隔膜以外，其余与实施例1相同。
101.《隔膜的制备》
102.将24mg的pss溶解于600ml的乙醇的水溶液(乙醇与水的体积比1:1)中，然后加入2g的cubtc粉末，室温下搅拌24小时后，抽滤，然后100℃真空干燥12小时并研磨，得到孔道内部修饰pss的cubtc粉末，记为cubtc@pss粉末。
103.将cubtc@pss粉末和粘结剂ptfe按照质量比9:1进行混合，通过研磨使二者混合均匀，然后经过1t的高压辊压成膜，将辊压制得的膜在180℃的真空干燥箱干燥72小时进行活化备用，将上述制得的膜浸泡于上述《电解液的制备》中配制的电解液中，于60℃下浸泡48小时，用无尘纸擦干表面液体后，于60℃真空干燥箱中干燥3分钟，得到隔膜。将隔膜裁切成直径为22mm的规格待用。
104.实施例20
105.除了按照表1调整制备参数以外，其余与实施例2相同。
106.实施例21
107.除了按照表1调整制备参数以外，其余与实施例7相同。
108.对比例1
109.除了采用按照如下《隔膜的制备》中制得的隔膜以外，其余与实施例1相同。
110.《隔膜的制备》
111.将pp膜(entek公司提供)浸泡于上述《电解液的制备》中配制的电解液中，于60℃下浸泡48小时，用无尘纸擦干表面液体后，于60℃真空干燥箱中干燥3分钟，得到隔膜。将隔膜裁切成直径为22mm的规格待用。
112.对比例2
113.除了采用pe膜(entek公司提供)替换pp膜以外，其余与对比例1相同。
114.对比例3
115.除了采用pe膜(entek公司提供)替换《隔膜的制备》中制得的隔膜pp、以及《扣式电池的制备》中添加70μl上述《电解液的制备》中配制的电解液以外，其余与对比例1相同。
116.各实施例和各对比例的相关参数及性能测试如表1和表2所示。
117.表1
[0118][0119][0120]
注：表1中的“/”表示无相关制备参数。
[0121]
表2
[0122][0123][0124]
注：表2中“/”表示无相关参数。
[0125]
整体而言，与对比例1至对比例3相比，本技术实施例1至实施例21的锂金属电池具有更高的库伦效率和更多的循环圈数，说明本技术的锂金属电池具有更高的库伦效率和更长的循环寿命。
[0126]
从实施例1至实施例3、实施例20可以看出，通过调整亚纳米孔道材料的孔道孔径在本技术范围内，可以提高锂金属电池的库伦效率并增加其循环圈数，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0127]
亚纳米孔道材料的种类通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例3、实施例20可以看出，选择本技术范围内的亚纳米孔道材料，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0128]
亚纳米孔道材料的比表面积通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例3可以看出，通过调整纳米孔道材料的比表面积在本技术范围内，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿
命。
[0129]
亚纳米孔道材料的颗粒粒径通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例3、实施例15至实施例16、实施例20、实施例21可以看出，通过调整纳米孔道材料的颗粒粒径在本技术范围内，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0130]
隔膜的孔道孔径通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1、实施例3至实施例6、实施例19可以看出，通过调整隔膜的孔道孔径在本技术范围内，可以提高锂金属电池的库伦效率并增加其循环圈数，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0131]
隔膜的厚度通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例7至实施例11、实施例19可以看出，通过调整隔膜的厚度在本技术范围，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0132]
隔膜的孔隙率通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例21可以看出，通过调整隔膜的孔隙率在本技术范围内，可以使得锂金属电池的库伦效率较高且循环圈数较多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0133]
亚纳米孔道材料的孔道内包含高分子通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1和实施例7对比可以看出，通过在隔膜的亚纳米孔道材料的孔道内修饰高分子，可以使得锂金属电池的库伦效率更高且循环圈数更多，也即锂金属电池具有更高的库伦效率和更长的循环寿命。
[0134]
高分子的种类通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例7和实施例17可以看出，选择本技术范围内的高分子，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0135]
粘结剂的种类通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例7和实施例18可以看出，选择本技术范围内的粘结剂，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0136]
s2/s1的值通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例21可以看出，通过调整s2/s1的值在本技术范围内，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0137]
s4/s3的值通常会影响锂金属电池的库伦效率和循环寿命。从实施例1至实施例21可以看出，通过调整s4/s3的值在本技术范围内，可以使得锂金属电池的库伦效率高且循环圈数多，也即锂金属电池具有高的库伦效率和长的循环寿命。
[0138]
实施例1至实施例21制备的隔膜加热到200℃隔膜无热收缩，具有良好的耐热性，对比例1至对比例3制备的隔膜加热到200℃隔膜有热收缩，其耐热性较差。说明本技术提供的隔膜可以改善高温下因隔膜热收缩导致的短路问题，从而改善电化学装置的安全性能。
[0139]
发明人对隔膜的柔性进行了评估，将本技术实施例1至实施例21制备的隔膜进行折叠，可以折叠超过100次，无裂痕出现，说明本技术提供的隔膜具有良好的柔性。
[0140]
图3a至图3c示出了实施例19制备的隔膜的sem照片，其中，图3a和图3b为实施例19制备的隔膜的表面不同放大倍数的sem照片，从图3a可以看出，实施例19制备的隔膜垂直于厚度方向上的表面平整且致密，图3b中蜷曲的线状物为粘结剂，粘结剂在亚纳米孔道材料
上分布均匀。图3c为实施例19制备的隔膜沿厚度方向截面的sem照片，从图3c可以看出，实施例19制备的隔膜在厚度方向上同样致密。综上，本技术实施例19制备的隔膜致密且平整。
[0141]
从图4可以看出，实施例1的锂金属电池的隔膜的拉曼谱图中，在730cm-1
至750cm-1
之间存在li
+-tfsi-的拉曼峰，循环前上述拉曼峰的峰面积为s1，循环后上述拉曼峰的峰面积为s2，s2/s1＝3.2。
[0142]
从图5可以看出，实施例1的锂金属电池的隔膜的红外谱图中，在600cm-1
至800cm-1
、1000cm-1
至1260cm-1
和1300cm-1
至1500cm-1
之间存在红外特征峰，循环前上述范围内的红外特征峰的峰面积之和为s3，循环后上述范围内的红外特征峰的峰面积之和为s4，s4/s3＝21。循环前的红外光谱在在600cm-1
至800cm-1
、1000cm-1
至1260cm-1
和1300cm-1
至1500cm-1
范围出现的峰位为cubtc的特征峰位，循环后的红外光谱除了上述特征峰以外，在770cm-1
至800cm-1
和1380cm-1
至1420cm-1
之间存在li
+-pc的红外特征峰，1000cm-1
至1100cm-1
存在之间tfsi-的红外特征峰，说明电解液进入隔膜的孔道中，同时可以进入亚纳米孔道材料的亚纳米孔道内部，隔膜具有良好的吸液性能。
[0143]
从图6可以看出，在相同的循环条件下，对比例2的锂金属电池的循环容量保持率在第25圈时衰减至80％以下；而本技术的实施例7制备的锂金属电池在第150圈方才衰减至80％以下，说明容量衰减更慢，循环圈数更长，也即说明本技术的实施例7制备的锂金属电池的循环性能更好，循环寿命更长。
[0144]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。

技术特征：
1.一种隔膜，其包括亚纳米孔道材料和粘结剂，所述亚纳米孔道材料包括金属有机框架材料或分子筛材料；所述亚纳米孔道材料的孔道孔径为0.01nm至1nm。2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述隔膜的孔道孔径为20nm至500nm。3.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述金属有机框架材料包括mof-69c、mof-74、mof-5、zif-67、zif-8、mil-100(cr)、mil-100(fe)、uio-66、pcn-61或cubtc中的至少一种；所述分子筛材料包括mcm-41、sapo-34、3a分子筛、4a分子筛、5a分子筛或13x分子筛中的至少一种。4.根据权利要求1所述的隔膜，其满足以下特征中的至少一者：(1)所述亚纳米孔道材料的孔道中包含高分子，所述高分子包括聚苯乙烯磺酸钠、聚n-2-(二甲胺基丙基)甲基丙烯酰胺或聚丙烯酸中的至少一种；(2)所述亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50为50nm至5000nm；(3)所述亚纳米孔道材料的比表面积为200m2/g至2000m2/g；(4)所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚苯乙烯丁二烯共聚物、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羟甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钾中的至少一种。5.根据权利要求1所述的隔膜，其满足以下特征中的至少一者：(1)所述隔膜的厚度为5μm至200μm；(2)所述隔膜的孔隙率为10％至80％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的隔膜，其满足以下特征中的至少一者：(1)所述亚纳米孔道材料的颗粒粒径d50为100nm至1000nm；(2)所述隔膜的厚度为10μm至50μm；(3)所述隔膜的孔隙率为10％至30％；(4)所述隔膜的孔道孔径为20nm至100nm；(5)所述亚纳米孔道材料的比表面积为200m2/g至1500m2/g。7.一种电化学装置，其包括权利要求1至6中任一项所述的隔膜。8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中，将所述电化学装置循环大于等于10圈，所述循环包括：在25
±
1℃的环境中，将所述电化学装置以0.2c恒流充电至3.7v，再以3.7v恒压充电至0.025c，静置5min，以0.2c恒流放电至2.8v；所述隔膜的拉曼谱图在730cm-1
至750cm-1
之间有拉曼峰，循环前所述拉曼峰的峰面积为s1，循环后所述拉曼峰的峰面积为s2，1.1≤s2/s1≤5。9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中，所述隔膜的红外谱图在600cm-1
至800cm-1
、1000cm-1
至1260cm-1
、1380cm-1
至1500cm-1
之间有红外特征峰，循环前所述红外特征峰的峰面积之和为s3，循环后所述红外特征峰的峰面积之和为s4，1.1≤s4/s3≤100，优选为1.1≤s4/s3≤30。10.一种电子装置，其包括权利要求7至9中任一项所述的电化学装置。

技术总结
本申请提供了一种隔膜、电化学装置及电子装置。其中，隔膜包括亚纳米孔道材料和粘结剂，亚纳米孔道材料包括金属有机框架材料或分子筛材料；亚纳米孔道材料的孔道孔径为0.01nm至1nm。本申请提供的隔膜，能够将电解液限域在亚纳米孔道材料的孔道内。将本申请提供的隔膜应用于电化学装置，一方面有利于减少电化学装置循环过程中锂金属与电解液之间的副反应，提高负极极片表面的锂沉积密度，从而改善循环过程中SEI膜破碎、剥离等问题，改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命；另一方面，有利于提高锂离子的迁移数，从而延缓锂枝晶生长，改善电化学装置的安全性能并延长电化学装置的循环寿命。学装置的循环寿命。学装置的循环寿命。


技术研发人员：林小萍 谢远森
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/9/23