[發明專利]一種電池隔膜涂層用粘接劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810368728.8
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108586757B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 汪圣龍;蔣中林
• 申請（專利權）人: 東莞市魔方新能源科技有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C09D101/28;C09D7/65;C09D7/61;C08J7/04;C08J7/12;H01M50/434;C08L23/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本發明涉及一種電池隔膜涂層用粘接劑及其制備方法，所述粘接劑包含有含氟聚烯烴/親水高分子樹枝狀接枝聚合物；其制備方法利用光敏劑將親水高分子聚合物在紫外線的作用下接枝到含氟聚烯烴上，形成具有大量親水基團的樹枝狀聚合物。將該粘接劑用于鋰電池陶瓷隔膜，能夠有效抑制陶瓷粉體的脫落，并有效提高隔膜吸液/保液能力；隔膜組裝成電池后，電池具有循環性能優越、離子電導率高、倍率性能優異等優點。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種電池隔膜涂層用粘接劑及其制備方法。

背景技術

隔膜是鋰離子電池的重要組成部件，隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，并直接影響電池的容量、循環性能和安全性等。陶瓷隔膜是在傳統的聚烯烴隔膜上發展起來的新型高安全性隔膜材料，陶瓷隔膜的主要制備方式是將無機粉體(如Al₂O₃、SiO₂、TiO₂等)、粘接劑等分散在溶劑中，再通過流延法或浸漬法在聚烯烴隔膜基材表面形成陶瓷涂層。陶瓷隔膜的熱收縮性能，對電解液的吸液率，浸潤性以及應用了陶瓷隔膜的鋰電池的離子電導率，容量保持和倍率性能受到無機粉體、粘接劑及制作工藝的影響。

目前對陶瓷隔膜涂層的主要研究方向包括無機粉體及其制作工藝，以及粘接劑的改性與合成，例如專利CN 106186008A公布的一種鋰電池隔膜涂層用勃姆石及其水熱制備方法，專利CN 103560219A公布了一種以聚多巴胺為粘接劑的陶瓷隔膜的制備方法。

其中，傳統的粘接劑，例如聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯，雖然擁有良好的機械性能、耐化學性、粘接性，但是由于其本身的疏水性，在隔膜浸潤性、電池的電化學性能方面有提升的空間；例如聚甲丙烯酸甲酯粘接劑，雖具有一定的吸液性，但粘接性能不好，容易導致隔膜陶瓷粉末的脫落，從而導致電池發生安全問題。因此，勢必需要對現有的粘接劑進行改性處理。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有電池陶瓷隔膜粘接劑親水性差、粘接能力弱而導致的陶瓷隔膜浸潤性差、陶瓷粉末易脫落等問題，提供了一種具有高親水性、高粘接性、高電化學穩定的電池隔膜涂層用粘接劑及其制備工藝。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電池隔膜涂層用粘接劑，所述粘接劑包含有含氟聚烯烴/親水高分子樹枝狀接枝聚合物。本發明利用光敏劑將親水高分子聚合物在紫外線的作用下接枝到含氟聚烯烴上，形成具有大量親水基團的樹枝狀聚合物。

其中，該電池隔膜涂層用粘接劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)：制備含氟聚烯烴、親水高分子、光敏劑的混合溶液：將光敏劑、含氟聚烯烴、親水高分子按重量比0.3-0.5:50-80:80-100加入到溶劑中，攪拌4～6小時，制成固含量為10～20％的混合溶液；

步驟(2)：制備含氟聚烯烴/親水高分子接枝聚合物溶液：將步驟(1)制備的混合溶液置入紫外光反應器中，光照距離20～40cm，在惰性氣體保護氣氛中輻照10～30min，制得含氟聚烯烴/親水高分子接枝聚合物溶液；

步驟(3)：將步驟(2)中制得含氟聚烯烴/親水高分子接枝聚合物溶液進行噴霧干燥，即制得電池隔膜涂層用粘接劑。

優選地，步驟(1)中，所述的光敏劑為二苯甲酮、二苯基乙酮中的至少一種。

優選地，步驟(1)中，所述的含氟聚烯烴為重均分子量為150000～250000的聚偏氟乙烯、重均分子量為200000～300000的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種。

優選地，步驟(1)中，所述的親水高分子為重均分子量為100000～150000的聚丙烯酸、重均分子量為80000～150000的聚丙烯腈中的至少一種。