[發明專利]一種改性二氧化硅及高性能鋰離子電池隔膜和其應用

無效

• 申請號: 201110314217.6
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102504611A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 胡繼文;張干偉;肖定書;李銀輝;涂園園;劉國軍;胡盛逾;李妃
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;佛山市功能高分子材料與精細化學品專業中心
• 主分類號: C09C1/28
• 分類號: C09C1/28;C09C3/10;C08K9/10;C08K3/36;C08L23/00;C08L23/06;H01M2/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種改性二氧化硅，其特征在于是由以下方法制備得到：

將二氧化硅分散在無水有機溶劑中；攪拌下加入可交聯嵌段共聚物、鹽酸四氫呋喃溶液和水，20-30℃下反應10-48h，將反應產物離心洗滌、真空干燥后得到包裹有聚合物的二氧化硅，即改性二氧化硅；

所述二氧化硅的粒徑為50-500nm?nm；

所述的可交聯嵌段共聚物占二氧化硅質量的5-50％；

所述的可交聯嵌段共聚物是由單體A和單體B聚合而成的二嵌段共聚物，其結構如式I所示：

(式I)

其中，m為5-500；n為5-500；單體A為丙烯酸肉桂酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸肉桂酸乙酯、肉桂叉丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三異丙氧基硅烷中的一種；單體B為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯硅氧乙烷、馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。

2.根據權利要求1所述的改性二氧化硅，其特征在于：

所述式I的二嵌段共聚物中，m為51-72，n為48-77，單體A為甲基丙烯酸肉桂酸乙酯或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，單體B為甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯；

所述的有機溶劑為甲苯、氯仿、二氯甲烷、苯或二甲苯中的一種。

3.根據權利要求1所述的改性二氧化硅，其特征在于：所述的二氧化硅在無水有機溶劑中濃度為5-50毫克/毫升。

4.根據權利要求1所述的改性二氧化硅，其特征在于：

所述的鹽酸四氫呋喃溶液中鹽酸濃度為0.1-0.8摩爾/升；

所述的鹽酸四氫呋喃溶液占無水有機溶劑體積的1-10％。

5.根據權利要求1所述的改性二氧化硅，其特征在于：所述的水占無水有機溶劑體積的1-10％。

6.一種鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜，其特征在于是由以下方法制備得到：

(1)將權利要求1-5任一項所述的改性二氧化硅與高/超高分子量的聚烯烴共混，加入普通聚烯烴，造粒，得到改性母粒；

(2)將改性母粒與聚烯烴混合，通過擠出機熔融共混擠出，熔體在應力場下結晶，形成具有硬彈性結構的膜片；

(3)用單向拉伸機對膜片進行連續拉伸，拉伸后，在0-200℃下熱定型，即得到鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜；

步驟(1)和(2)所述的聚烯烴為α-烯烴的均聚物或共聚物；所述的α-烯烴為乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-癸烯、1-十二碳烯、4-甲基-1-戊烯或3-甲基-1-戊烯；

步驟(1)所述的高/超高分子量的聚烯烴的特性粘度為0.5-40dL/g；

步驟(1)所述的改性二氧化硅占改性母粒質量的1-10％；

步驟(1)所述的高/超高分子量的聚烯烴占改性母粒質量的5-20％；

步驟(1)所述的普通聚烯烴占改性母粒質量的70-94％；

步驟(2)所述的改性母粒占最終膜片質量的4-20％；

步驟(3)所述拉伸的拉伸倍數為1-5倍，拉伸溫度為-20-160℃。

7.根據權利要求6所述的鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜，其特征在于：步驟(1)和(2)所述的聚烯烴為聚乙烯。

8.根據權利要求6所述的鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜，其特征在于：步驟(2)所述擠出機的擠出溫度為180-250℃，熔體拉伸比為50-1000倍。

9.根據權利要求6所述的鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜，其特征在于：步驟(3)所述熱定型的時間為0.1-30分鐘。

10.權利要求6-9任一項所述的鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜在鋰離子電池中的應用。