[發(fā)明專利]高透氣性聚合物涂覆隔膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN108807802A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳秀鋒;鐘海燕;張楊;肖歡;張鵬;孫先維;雷建清;蔡滔;羅建
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南爍普新材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/14
• 分類號(hào): H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京紐樂康知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11210
• 代理人: 羅莎

本發(fā)明提供了一種高透氣性聚合物涂覆隔膜及其制備方法和應(yīng)用，先將基膜的一側(cè)浸泡在潤濕液中進(jìn)行預(yù)潤濕；將鑄膜液涂覆于基膜的另一側(cè)；再經(jīng)改性凝固浴的浸泡，使得涂覆膜中的溶劑萃取出來，使得初成膜的涂覆層表面形成均勻的海綿狀孔，再經(jīng)浸泡水洗，干燥除水得到高透氣性聚合物涂覆隔膜。本發(fā)明制備的聚合物涂覆隔膜孔隙率高、涂層表面孔分布均勻，顯著提升了鋰離子電池隔膜的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池隔膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種高透氣性聚合物涂覆隔膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為能量的儲(chǔ)存裝置，由于其具有高能量密度，高工作電壓，循環(huán)壽命長，可再生，對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前替代石化能源的首選者之一，已經(jīng)成功應(yīng)用在我們生活的方方面面。從小型電子設(shè)備，手機(jī)，平板電腦，到新能源動(dòng)力汽車，都有鋰離子電池的身影。但是隨著鋰電池向動(dòng)力電源方向的發(fā)展，對高能量密度，高循環(huán)性能以及高工作電壓的需求越來越大，與此同時(shí)，動(dòng)力電池對隔膜性能的要求也越來越高。

聚合物涂覆隔膜具有良好的電解液潤濕性和吸液率。電解液是電池中傳遞鋰離子的介質(zhì)，儲(chǔ)存在隔膜的孔隙中。吸液率越高，隔膜的內(nèi)阻越低、離子電導(dǎo)率越高，電池的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性就越好。此外，高熔點(diǎn)的聚合物涂層能夠提高隔膜的熱穩(wěn)定性，使隔膜具有熱閉孔性能。

盡管聚合物涂覆隔膜具有優(yōu)異的性能，但是聚合物涂覆隔膜容易填充在基膜的孔隙中，即堵孔，使隔膜的透氣性降低。同時(shí)，聚合物涂層的孔隙率較低，孔隙分布不均，阻礙了聚合物涂覆隔膜性能的提升。

CN201010204765.9公開了一種基于芳綸纖維的電池隔膜的制備方法，所制備的電池隔膜以超短芳綸纖維為主，配加芳綸沉析纖維抄造而成，并通過調(diào)整纖維配方和成形工藝可滿足電池隔膜特定的透氣性和孔隙率要求。但其顯著增加了隔膜重量和厚度，占據(jù)電池內(nèi)部空間，不利于提高鋰離子電池的提及能量密度。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高透氣性聚合物涂覆隔膜及其制備方法和應(yīng)用，制備的聚合物涂覆隔膜孔隙率高、涂層表面孔分布均勻，顯著提升了鋰離子電池隔膜的綜合性能。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供一種高透氣性聚合物涂覆隔膜的制備方法，具體步驟如下：

1)制備潤濕基膜：將基膜的一側(cè)浸泡在潤濕液中，得到潤濕基膜；

2)制備濕膜：將鑄膜液涂覆在潤濕基膜表層得到濕膜；

3)制備初成膜：將濕膜浸泡在改性凝固浴中，得到初成膜；

4)制備高透氣性聚合物涂覆隔膜：將初成膜經(jīng)去離子水浸泡、干燥得到高透氣性聚合物涂覆隔膜。

優(yōu)選地，所述基膜為聚烯烴類薄膜或陶瓷涂布膜，例如聚乙烯多孔膜、聚酰亞胺多孔膜或聚丙烯多孔膜。

進(jìn)一步地，所述潤濕液制備過程如下：將潤濕劑加入去離子水中溶解分散得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為1～5％的潤濕液。

優(yōu)選地，所述潤濕劑為氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一種或多種。

進(jìn)一步地，步驟1)中，所述浸泡的時(shí)間為10秒～5分鐘。

進(jìn)一步地，所述鑄膜液的配制過程如下：將聚合物、造孔劑和溶劑混合，在加熱下攪拌混合，靜置脫泡后，得到。

優(yōu)選地，所述聚合物、造孔劑和溶劑的質(zhì)量比為1:(0.025～0.27):(3.85～8.95)。優(yōu)選地，所述聚合物、造孔劑和溶劑的質(zhì)量比為1:0.025:3.85、1:0.05:4.0、1:0.1:4.5、1:0.2:5.0、1:0.25:6.0、1:0.05:7.0、1:0.05:8.0等。