[發明專利]離子聚合物/陶瓷復合膜材料及其制備方法和鋰二次電池

有效

• 申請號: 201210219590.8
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102719046A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 潘中來;黃興蘭;馬先果;鄧佳閩;王璐;高建東;杜鴻昌;李仁貴;鄧正華
• 申請（專利權）人: 成都中科來方能源科技有限公司
• 主分類號: C08L33/08
• 分類號: C08L33/08;C08K3/00;C08K3/22;C08J5/18;C08F261/04;C08F283/06;C08F265/02;C08F271/02;C08F220/14;C08F228/02;C08F220/06;C08F220/58;C08F212/14
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 馬昌軍

1.一種離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料，其特征在于：它是由表面帶有磺酸鹽基團的丙烯酸酯類聚合物膠體粒子與分散在其中的陶瓷填料粒子構成。

2.根據權利要求書1所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料，其特征在于：所述聚合物膠體粒子是丙烯酸甲酯類聚合物膠體粒子，所述陶瓷填料粒子為金屬氧化物或金屬復合氧化物粒子。

3.根據權利要求書2所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料，其特征在于：陶瓷填料粒子在所述復合膜材料中所占的質量百分比為10-60%，優選的是15-50%，更優選的是25-40%。

4.根據權利要求書2所述的離子聚合物膜材料，其特征在于：所述磺酸鹽基團為乙烯基磺酸鹽、烯丙基磺酸鹽、甲基烯丙基磺酸鹽、烯丙氧基羥丙基磺酸鹽、甲基丙烯酸羥丙基磺酸鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽、苯乙烯磺酸鹽中的一種或多種。

5.根據權利要求書1～3任一項所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料，其特征在于：所述離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料中，膠體粒子的平均粒徑范圍為10nm～1.0μm，陶瓷填料粒子的平均粒徑范圍10nm～5.00μm；優選的是，膠體粒子的平均粒徑范圍為20～200nm，陶瓷填料粒子的平均粒徑范圍20nm～0.5μm；更優選20nm～200nm。

6.根據權利要求書4所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料，其特征在于：所述離子聚合物/陶瓷填料復合膜的厚度為10～40μm。

7.權利要求書1所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：在聚合反應形成聚合物膠體粒子的過程中，加入反應型磺酸鹽表面活性劑為乳化劑，合成表面帶有磺酸鹽基團的丙烯酸酯類聚合物膠體乳液，然后，加入金屬氧化物或金屬復合氧化物粒子，混合均勻后成膜、干燥既得。

8.根據權利要求書7所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：反應型磺酸鹽表面活性劑為乙烯基磺酸鹽、烯丙基磺酸鹽、甲基烯丙基磺酸鹽、烯丙氧基羥丙基磺酸鹽、甲基丙烯酸羥丙基磺酸鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽、苯乙烯磺酸鹽中的一種或多種混合使用；其中，陽離子為鋰離子、鈉離子或鉀離子。

9.根據權利要求書7所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：經過以下步驟：

a、聚合物膠體乳液的合成：將膠體保護劑和蒸餾水加入到反應瓶中，加熱攪拌直到完全溶解，加入反應型磺酸鹽表面活性劑、聚合反應單體和交聯劑混合均勻，然后加入引發劑聚合反應得到聚合物膠體乳液；

b、陶瓷填料漿料的制備：在蒸餾水中加入陶瓷填料和分散劑，分散均勻后，再用球磨機進一步碾磨分散，過200目的篩；

c、將步驟a的聚合物膠體乳液中加入步驟b制備的陶瓷填料漿料，分散均勻后涂覆在塑料基帶上，干燥后剝離，即得。

10.根據權利要求書9所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：所述聚合反應單體是丙烯酸甲酯。

11.根據權利要求書10所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：聚合反應體系中還加入第二種聚合單體CH₂=CR¹R²進行聚合反應；

其中，R¹=─H或─CH₃；

R²=─C₆H₅、─OCOCH₃、─CN、─C₄H₆ON、─C₂H₃CO₃、─COO（CH₂)_nCH₃，n為0～14，中的任一種或多種混合使用。

12.根據權利要求書9所述的離子聚合物/陶瓷填料復合膜材料的制備方法，其特征在于：所述第二種單體用量為聚合單體總重量的2～10%。