具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

以下针对本申请实施例的无纺布及电池隔膜进行具体说明：

第一方面，本申请实施例提供一种无纺布，无纺布包括至少两层纤维层，纤维层中的纤维包括第一纤维第二纤维，第二纤维的熔点或软化点小于第一纤维的熔点或软化点。

无纺布表面的一层纤维层中还包括原纤化纤维，第二纤维的熔点或软化点小于原纤化纤维的熔点或软化点。

即是说，可以是原纤化纤维和第一纤维的熔点大于第二纤维的熔点，也可以是原纤化纤维和第一纤维的熔点大于第二纤维的软化点，也可以是原纤化纤维和第一纤维的软化点大于第二纤维的熔点，或者是原纤化纤维和第一纤维的软化点大于第二纤维的软化点。

本申请实施例的无纺布中，第二纤维的熔点或软化点小于第一纤维和原纤化纤维的熔点或软化点，第二纤维熔化或者软化后第一纤维和原纤化纤维能够保持原状，第二纤维能够将第一纤维和原纤化纤维紧密地结合在一起以提高整个无纺布的强度。

需要说明的是，纤维的原纤化是指在湿态下纤维发生湿摩擦时，纤维沿纤维主体剥离成直径更小的原纤以及进而纰裂成为更加细小的微原纤的过程。原纤化纤维含有众多直径细小的原纤与微原纤，则原纤化纤维能够与第一纤维和第二纤维在抄造成型过程中相互交错形成更加紧密的纤维网络，有利于搭建丰富、均匀的孔隙结构，并提高纤维层的强度、控制纤维层的孔隙率及其孔的分布，原纤化纤维可显著增加纤维层的有效比表面积，能够使得纤维层与电解液之间具有良好的浸润性，原纤化纤维所形成的细小而丰富的孔隙具有强的毛细管力，保证了无纺布对电解液的强吸液能力和保液能力。

原纤化纤维对涂层剥离强度的影响主要表现在涂层浆料与无纺布基材表面的机械结合上，具有丰富微纤结构的原纤化纤维可有效增加无纺布表面粗糙度与比表面积，比表面积的增加，可增加涂层浆料分子与基材表面基团的范德华引力，提高涂料附着力；粗糙表面形成的三维状态纹理，为涂层提供了更多的锚固点，使得涂层浆料与基材之间的机械咬合更为牢靠，涂层附着力增强，从而不容易产生脱落、剥离的情况。

可选地，原纤化纤维的直径小于1.0μm，例如为0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.7μm或0.9μm。

示例性地，原纤化纤维包括纤维素纤维、细菌纤维素、芳纶纤维、聚烯烃纤维和聚对苯二甲酰对苯二胺中的至少一种。

纤维素类原纤化纤维具有丰富的羟基结构，有利于进一步提高无纺布的电解液吸液速率与持有率。

可选地，纤维素纤维包括粘胶纤维、莫代尔纤维和天丝纤维中的至少一种。

可选地，聚烯烃纤维包括聚乙烯纤维和聚丙烯纤维中的至少一种。

在一些可能的实施方案中，每层纤维层中的第二纤维的质量百分数为20～40wt％，含有原纤化纤维的纤维层中，原纤化纤维的质量百分数不大于20wt％。

纤维按上述比例范围设置能够保证第一纤维的含量，以使得无纺布能够具有较高的强度。可选地，每层纤维层中的第二纤维的质量百分数为20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％。可选地，原纤化纤维的质量百分数为1wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％或18wt％。

可选地，第一纤维包括未拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚乙烯醇纤维、未拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚偏氟乙烯(PVDF)纤维、聚氯乙烯(PVC)纤维、聚乙烯(PE)纤维、聚丙烯(PP)纤维、聚酰胺(PA)纤维、聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚碳酸酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、ES纤维、芳纶纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、硼化物纤维聚、丙烯腈纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚酰亚胺(PI)纤维、氧化物纤维和氮化物纤维中的至少一种。

可选地，粘接纤维包括聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)、碱溶性聚酯(COPET)、共聚酰胺、聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维和共聚聚酯纤维中的至少一种。可选地，聚酰胺纤维包括PA66。

其中，各层纤维层的第一纤维可以采用同样材质的纤维，也可以采用不同材质的纤维。各层纤维层的第二纤维可以采用同样材质的纤维，也可以采用不同材质的纤维，只要满足第二纤维的熔点或软化点小于第一纤维和原纤化纤维的熔点或软化点即可。

进一步地，本申请的发明人在研究中发现，无纺布抗拉伸机械强度通常较差，难以充分满足组装电池高速卷绕工艺的要求，为了增加无纺布强度，现有的方法一般是增加无纺布厚度，但是这种方式会导致作为隔膜支撑层的无纺布厚度较厚，涂覆涂层形成电池隔膜后厚度再一步增加，厚度大的电池隔膜相应地会对电池能量密度带来较大的损耗。且现有的无纺布孔径一般较大，有利于得到高离子迁移速率，但是这会增加电池隔膜涂布层产生孔缺陷的风险。

在本申请的一些实施方案中，第一纤维和第二纤维均具有粗纤维和细纤维，其中，第一纤维中的细纤维的直径<3μm，第一纤维中的粗纤维的直径为3～13μm；第二纤维中的细纤维的直径<4μm，第二纤维中的粗纤维的直径为4～15μm；沿纤维层的厚度方向，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值梯度增大，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最小的一纤维层的表面为涂覆面，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最大的一层纤维层的表面为非涂覆面。

需要说明的是，粗纤维的质量分数＝粗纤维的质量/(粗纤维的质量+细纤维质量)，细纤维的质量分数＝细纤维的质量/(粗纤维的质量+细纤维质量)。

示例性地，第一纤维中的细纤维的直径为0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或2.9μm。

示例性地，第一纤维中的粗纤维的直径为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm或13μm。

示例性地，第二纤维中的细纤维的直径为0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm或3.9μm。

示例性地，第二纤维中的粗纤维的直径为4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm或15μm。

本申请实施例中，沿纤维层的厚度方向，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值较小的纤维层能够将粗纤维的质量分数与粗细纤维的质量分数的比值较大的纤维层形成的孔隙部分覆盖和填充，形成沿纤维层的厚度方向孔隙的孔径呈梯度变化的结构，且各纤维层能够形成比较平滑的过渡，随粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值梯度增大，纤维层的孔径梯度增大，强度依次递增。孔隙的孔径呈梯度变化有利于减少电解液的渗透阻力，提高锂离子在无纺布内部的传输速率，大幅降低电极表面锂离子的浓差极化现象，进而可以有效减少电池在循环过程中由于锂离子嵌入-脱出不及时导致的容量的衰减，尤其是在高倍率充放电情况下，保持电池的容量。

粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最小的一层纤维层的表面用于涂布涂层时，则该层纤维层形成的孔径较小，孔隙的比表面较大，在进行涂布液涂布时，可增大涂布液与纤维层的接触面积，少量涂覆就能形成连续的涂层，且涂布液不易从该层渗透至无纺布的另一侧，能够减小了涂布层漏液产生孔缺陷的几率。同时，该层纤维层的孔隙孔径较小，可有效抑制锂枝晶的生长与电池的自放电现象，提高电池的安全性能。另外，小孔径的孔隙毛细管效应保证了隔膜对于电解液的吸液速率和保液能力，有利于电解液在涂层表面形成一层稳定吸附层，有利于锂离子的快速传递。而非涂布一侧具有更大的孔隙容积，使得隔膜固定了大量的电解液，高的电解液持有率促进了锂离子在孔道中的高效传输。电池隔膜对电解液的吸液速率和持液率高，有利于提升电池的循环性能，也能够有效防止电池隔膜在使用过程中出现漏液等原因导致的电解液枯竭的现象。

其中，随粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值梯度增大，强度依次递增，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最大的一层纤维层主要用作支撑，且该层纤维层的强度较大，则无需通过增加无纺布的厚度也能够保证无纺布的强度，从而能够用于电池隔膜起到支撑作用。另外，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最大的一层纤维层形成的孔隙孔径较大，能够保证涂布层与无纺布之间夹带的空气可以通过该层纤维层的大孔隙快速逸出，避免空气残留进入到涂布层形成气泡，从而能够减小孔缺陷的产生。

可选地，无纺布的厚度为5～35μm，例如为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm或35μm。

可选地，细纤维的长度为1～6mm，例如为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm。可选地，粗纤维的长度为1～10mm，例如为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。

在一些实施方案中，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最小的纤维层中，细纤维的质量百分数大于50wt％，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最大的纤维层中，粗纤维的质量百分数大于50wt％。经本申请的发明人研究发现，粗纤维和细纤维按照上述方式排布时，能够进一步减小涂布层漏液产生孔缺陷的几率。

示例性地，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最大的纤维层中，粗纤维的质量百分数为52wt％、55wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％。

示例性地，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最小的纤维层中，细纤维的质量百分数为52wt％、55wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％。

在一些实施方案中，纤维层的第一纤维中的粗纤维的质量百分数与第二纤维中的粗纤维的质量百分数相同。在其他实施方案中，也可以是纤维层的第一纤维中的粗纤维的质量百分数与第二纤维中的粗纤维的质量百分数不相同。

在一些实施方案中，无纺布的平均孔径≤5μm，且无纺布的最大孔径与平均孔径的比值为1～10。

本申请的发明人在研究中发现，当无纺布的平均孔径大于5μm时，在对无纺布进行涂布时，涂布液容易从一侧渗透至另一侧，当无纺布的最大孔径与平均孔径的比值大于10时，会影响涂层固化成膜的均匀性。本申请实施例无纺布的平均孔径≤5μm，能够避免涂布液渗透至另一侧造成漏液，无纺布的最大孔径与平均孔径的比值为1～10，使得无纺布具有比较均匀的孔径分布，提高涂层成膜的均匀性。

示例性地，无纺布的平均孔径为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm。

示例性地，无纺布的最大孔径与平均孔径的比值为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。

在一些实施方案中，无纺布的面密度为5～25g/m²，例如为5g/m²、10g/m²、15g/m²、20g/m²和25g/m²中的任一者或者任意两者之间的范围。

本申请的发明人研究发现，当无纺布的面密度小于5g/m²时，会造成电池隔膜无法承受较高的张力，容易发生破裂，而且也容易使得无纺布在涂布的时候涂布液渗透至另一侧。如果面密度大于25g/m²，在密度相同的情况下，厚度会变厚，会使得电池组件的容量减小。

在一些实施方案中，无纺布的密度为0.50～0.90g/m³，例如为0.5g/m³、0.6g/m³、0.7g/m³、0.8g/m³和0.90g/m³中的任一者或者任意两者之间的范围。

本申请的发明人研究发现，当密度小于0.50g/m³时，在对无纺布进行涂布时，涂布液容易渗透，且容易渗透至无纺布的另一侧，当密度大于0.90g/m³时，容易造成涂布液在无纺布的表面渗透不够深入，形成的涂层对无纺布的结合力不足，同时密度过高也会对电池充放电过程中锂离子的传输有阻碍作用。

在一些实施方案中，无纺布的横向拉伸强度>0.2kN/m，纵向抗拉强度/横向抗拉强度比为1.05～4。

本申请实施例无纺布的横向拉伸强度足够，不容易在涂布时发生断裂或撕裂，而且，本申请实施例的纵向抗拉强度/横向抗拉强度比能够减小无纺布产生纵向褶皱的几率。

第二方面，本申请实施例提供一种电池隔膜，其包括第一方面实施例的无纺布。

本申请实施例的电池隔膜包括上述无纺布，该无纺布具有较高的强度，其具有较高的电解液保持率，有利于提高电芯的电性能。

以下结合实施例对本申请的无纺布及电池隔膜作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种无纺布，该无纺布包括两层纤维层，具体设置如下：

上述无纺布的制备方法包括：采用斜网纸机抄制纤维层，再将多层纤维层进行热压延处理得到无纺布。其中，热压处理的热压机采用钢辊/软辊组合。其中，第一纤维采用的是未拉伸PET，粘接纤维采用的是常规PET。

实施例2

本实施例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括三层纤维层，具体设置如下：

实施例3

本实施例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括三层纤维层，具体设置如下：

实施例4

本实施例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括三层纤维层，具体设置如下：

实施例5

本实施例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括两层纤维层，具体设置如下：

实施例6

本实施例提供一种无纺布，该无纺布包括两层纤维层，两层纤维层设置相同，具体设置如下：

实施例7

本实施例提供一种无纺布，该无纺布包括两层纤维层，其制备方法与实施例1相同，具体设置如下：

实施例8

本实施例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括四层纤维层，具体设置如下：

其中，第一纤维采用的是未拉伸PET，粘接纤维采用的是常规PET。

对比例1

本对比例提供一种无纺布，其包括两层纤维层，具体设置如下：

其中，第一纤维采用的是未拉伸PET，粘接纤维采用的是常规PET。

对比例2

本对比例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括两层纤维层，具体设置如下：

对比例3

本对比例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括两层纤维层，具体设置如下：

对比例4

本对比例提供一种无纺布，其制备方法与实施例1相同，该无纺布包括两层纤维层，具体设置如下：

试验例1

将实施例1～实施例8以及对比例1～8的无纺布均裁剪成同样大小的样品，然后测试样品无纺布的面密度、厚度、孔径和强度进行测试，其中，密度＝面密度/厚度，测试的结果记录在表1中。

将实施例1～实施例8以及对比例1～4的无纺布均裁剪成同样大小的样品，并在样品的第一层表面涂布涂布液，涂布后进行干燥，在无纺布的第一层表面形成涂布层，对涂布层的针孔数、涂布液渗透情况和涂布层厚度进行测试，其结果记录在表2中。

其中，面密度参照GB/T 451.2-2002方法测定；厚度参照GB/T451.3-2002方法测定；孔径情况参照GB/T 32361-2015方法测定；强度参照GB/T 12914-2008方法测定。

涂布层的“剥离强度”，依据GB/T 2792-2014方法进行测定，其结果记录在表2中。其中，“纤维缠结”是指未分散开的纤维束或者已分散的纤维重新纠缠团聚在一起，经加固后，不同于其他之处的叠加现象，测定时，通过人眼观察叠加情况，以每平方米无纺布中，纤维叠加处的个数作为“纤维缠结”检测结果。

电解液在隔膜样品上的爬升高度测试：将待测样品剪裁成为20cm×1cm的长方形样条，待测样条一端固定在垂直于试验台的夹具上，使试样竖直浸入培养皿内电解液溶液(1M LiPF₆,EC:DEC＝1:1v/v)中0.5cm，静置1h后测量电解液在隔膜样条上的爬升高度。高度越高，表明样品对电解液的吸收速率越快。其中，结果记录在表2中

电解液率测量：称量待测样品未浸润电解液的质量W₁，将样品浸润在电解液中1h后，擦去膜表面多余电解液，进行称量记作W₂，通过公式(1)计算得出电解液率：

电解液率＝(W₂-W₁)/W₁×100％(1)。其中，结果记录在表2中。

表1.无纺布样品的测试结果

表2.涂布层及复合无纺布的测试结果

对比实施例1和对比例1发现，实施例1相较于对比例1在第一层中增加了原纤化纤维，结合实验结果可以发现，实施例1的电解液保持率和电解液爬升高度均大于对比例1。

对比实施例5和对比例2发现，实施例5相较于对比例2在第一层中增加了原纤化纤维，结合实验结果可以发现，实施例5的电解液保持率和电解液爬升高度均大于对比例2。

对比实施例6和对比例3发现，实施例6相较于对比例3在第一层中增加了原纤化纤维，结合实验结果可以发现，实施例6的电解液保持率和电解液爬升高度均大于对比例3。

对比实施例7和对比例4发现，实施例7相较于对比例4在第一层中增加了原纤化纤维，结合实验结果可以发现，实施例7的电解液保持率和电解液爬升高度均大于对比例4。

综合上述的结果可以说明，在纤维层中添加原纤化纤维能够使得复合无纺布同时具有较好的吸液率和电解液持有率。

对比实施例2和实施例4的无纺布，实施例2的无纺布的第一层中含有20wt％的原纤化纤维，实施例4的无纺布的第一层中含有30wt％的原纤化纤维，结合实验结果可以发现，实施例2的电解液保持率和电解液爬升高度均大于实施例4，说明了含有原纤化纤维的纤维层中，原纤化纤维的质量百分数不大于20wt％能够更有利于同时提高复合无纺布的吸液率和电解液持有率。

实施例7的无纺布，第一层纤维层和第二层纤维层中的细纤维质量分数均小于50wt％，结合实验结果可以看出，实施例7的平均孔径较大，涂层产生了针孔，且涂布液会渗透至无纺布背面，形成的涂层厚度较厚。说明了即使沿纤维层的厚度方向，粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值梯度增大，如果粗纤维的质量分数与细纤维的质量分数的比值最小的一层纤维层中，细纤维质量分数小于50wt％，也容易造成涂层产生孔缺陷。

本申请并不局限于前述的具体实施方式。本申请扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。