[發(fā)明專利]一種高浸潤(rùn)性的鋰離子電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611206498.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106654127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃恩德;王郗;高東波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥星源新能源材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/16
• 分類號(hào): H01M2/16;H01M2/14
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙)34115
• 代理人: 金凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種高浸潤(rùn)性的鋰離子電池隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

由于鋰離子電池具有單體電壓高、比能量高和自放電小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。目前商業(yè)化的鋰離子電池的隔膜絕大部分是采用PP或PE為原料，通過(guò)單向或雙向拉伸制備而成。然而由于聚烯烴材料為非極性，所制備的隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性較差，影響了鋰離子電池的倍率性能，而這也在一定程度上制約了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

目前已公開(kāi)的專利和文獻(xiàn)中，對(duì)聚烯烴隔膜的極性改性方法主要包括以下兩種，方法一：將聚烯烴材料和極性材料共混提高隔膜極性；方法二：通過(guò)制備陶瓷漿料進(jìn)行表面涂覆來(lái)提高隔膜的極性。然上述兩種方法均存在一定的缺陷，對(duì)于方法一，由于聚烯烴材料極性較差，當(dāng)其和極性材料共混時(shí)容易分相，造成隔膜性能的惡化，對(duì)于方法二，其只能提高隔膜表面的極性，而無(wú)法改善隔膜內(nèi)部的極性。為了解決上述問(wèn)題，有科研人員選用一些極性高分子材料，如PET、纖維素等，通過(guò)無(wú)紡布工藝制備鋰離子電池隔膜，然通過(guò)該法制備的隔膜孔徑較大、力學(xué)性能差，自放電較大。

目前關(guān)于隔膜表面和內(nèi)部都具有高浸潤(rùn)性的隔膜還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的為提供一種對(duì)電解液具有高浸潤(rùn)性的鋰離子電池隔膜及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：

一種高浸潤(rùn)性的鋰離子電池隔膜，在隔膜表面和內(nèi)部均含有對(duì)鋰離子電池電解液具有高浸潤(rùn)性的膠黏劑樹(shù)脂。

所述膠黏劑樹(shù)脂種類包括丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂中的一種或兩種以上的混合物；或丙烯酸共聚物樹(shù)脂、環(huán)氧共聚物樹(shù)脂、聚氨酯共聚物樹(shù)脂中的一種或兩種以上的混合物，優(yōu)選丙烯酸樹(shù)脂和丙烯酸共聚物樹(shù)脂。

所述膠黏劑能夠溶于乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、異丙醇、乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚中的至少一種，優(yōu)選為丙酮。

所述膠黏劑樹(shù)脂的分子量為5000-500000，優(yōu)選為10000-200000。

所述膠黏劑樹(shù)脂的熱變形溫度≥120℃。

一種高浸潤(rùn)的鋰離子電池隔膜制備方法，包括如下步驟：

步驟1：在10-40℃下將膠黏劑樹(shù)脂溶于溶劑里，得到混合物Ⅰ；

步驟2：通過(guò)微凹或模頭涂布將混合物Ⅰ涂布至基膜表面；

步驟3：待溶劑浸入隔膜內(nèi)部空隙中后在50-100℃下干燥烘干。

所用溶劑為乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、異丙醇、乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚中的至少一種，優(yōu)選為丙酮。

混合物Ⅰ中膠黏劑樹(shù)脂的濃度為1-10％，優(yōu)選為1.5-5％。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

通過(guò)本法制備的隔膜由于表面和隔膜內(nèi)部孔隙中均帶有對(duì)鋰離子電解液具有很好浸潤(rùn)性的膠黏劑樹(shù)脂，故可顯著提高所制備隔膜的電化學(xué)性能，具體而言隔膜吸液率≥90％，隔膜面電阻≤0.8Ω.cm²，對(duì)電解液的接觸角≤35°，此外本隔膜制備方法具有工序成熟、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。(本數(shù)據(jù)為以聚丙烯隔膜為基膜時(shí)所測(cè))

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明，并不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體情況做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。

以下實(shí)施例中，所用基膜為聚丙烯隔膜，所用膠黏劑樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂和丙烯酸共聚物樹(shù)脂，所用溶劑為丙酮或乙醇。

實(shí)施例1

準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹(shù)脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下將丙烯酸樹(shù)脂溶于丙酮中，通過(guò)微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹(shù)脂分子量為10000)

實(shí)施例2

準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹(shù)脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下將丙烯酸樹(shù)脂溶于丙酮中，通過(guò)微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹(shù)脂分子量為10000)

實(shí)施例3