[發(fā)明專利]一種鋰離子電池用聚烯烴微孔膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104051692A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 蔣姍;李夏倩;馬潔;丁永紅;張洪文;王克敏;俞強
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華;任曉嵐

1.一種具有有機/無機復合材料涂層的鋰離子電池用聚烯烴微孔膜，其特征在于：所述的聚烯烴微孔膜的面上附有有機聚合物改性過的納米二氧化硅的涂層，其中，有機聚合物為二烯丙基二甲基氯化銨和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的共聚物。

2.如權利要求1所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：所述制備方法為，

A、對聚烯烴微孔膜進行預處理，使聚烯烴微孔膜表面帶上負電荷；

B、將二烯丙基二甲基氯化銨與γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷進行共聚反應，得到共聚產(chǎn)物；

C、采用步驟B得到的共聚產(chǎn)物對帶有羥基的納米二氧化硅顆粒進行水解改性，得到改性納米二氧化硅顆粒；

D、將步驟A中得到的預處理后的聚烯烴微孔膜，浸入步驟C中得到的改性納米二氧化硅顆粒的分散液中，進行涂層自組裝。

3.如權利要求2所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：所述具體操作為，

(1)對聚烯烴微孔膜進行預處理，使聚烯烴微孔膜表面帶上負電荷；

(2)將二烯丙基二甲基氯化銨和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷在溶劑環(huán)境下，進行共聚反應，得到共聚反應溶液體系；

(3)向步驟(2)得到的共聚反應溶液體系中，加入帶有羥基的納米二氧化硅顆粒，同時加入蒸餾水，并調節(jié)體系的pH值為2～5后進行水解反應，得到改性納米二氧化硅顆粒；

(4)水解反應完成后，采用離心的方式將步驟(3)中制備的改性納米二氧化硅顆粒分離出來，除去未反應的小分子后，將改性納米二氧化硅顆粒分散在無水乙醇中，得到改性納米二氧化硅顆粒的無水乙醇分散液；

(5)將步驟(1)中得到的預處理后的聚烯烴微孔膜，浸泡在步驟(4)中得到的改性納米二氧化硅顆粒的無水乙醇分散液中一段時間后取出，用無水乙醇清洗兩次后，在40℃下烘干得到具有有機/無機復合材料涂層的鋰離子電池用聚烯烴微孔膜。

4.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的預處理，是指將聚烯烴微孔膜在紫外光下照射2～10min，紫外光波長為280～400nm。

5.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的制備共聚反應溶液體系的操作為，

分別配制溶質質量分數(shù)均為25～45％的二烯丙基二甲基氯化銨的無水乙醇溶液和KH-570的無水乙醇溶液，按照二烯丙基二甲基氯化銨與KH-570的質量比為2：1～5：1的比例，將二烯丙基二甲基氯化銨的無水乙醇溶液和KH-570的無水乙醇溶液混合均勻，于65～75℃條件下，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈進行共聚反應，引發(fā)劑的加入量為共聚反應溶液體系總質量的0.5～1.5％。

6.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：所述的步驟(3)的具體操作為，

當步驟(2)中二烯丙基二甲基氯化銨和KH-570的共聚反應發(fā)生2～4h時，向步驟(2)中的共聚反應溶液體系中，加入帶有羥基的納米二氧化硅顆粒，加入量為共聚反應溶液體系總質量的1～3％；同時加入蒸餾水，加入量為共聚反應溶液體系總質量的5～15％，并且通過加入1mol/L的HCl和乙酸的混合溶液，調節(jié)體系pH為2～5后，于62—68℃水解反應6—8小時。

7.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述的改性納米二氧化硅顆粒的無水乙醇分散液中，改性納米二氧化硅顆粒的含量為0.001～0.1g/mL。

8.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，預處理后的聚烯烴微孔膜，在步驟(4)中得到的改性納米二氧化硅顆粒的無水乙醇分散液中的浸泡時間為20～50min，浸泡溫度為30～50℃。

9.如權利要求3所述的聚烯烴微孔膜的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的聚烯烴微孔膜的材料為聚乙烯、聚丙烯。