[發明專利]改性隔膜及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201811446448.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109560238A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 陳繼欽
• 申請（專利權）人: 中興高能技術有限責任公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李強;張穎玲

1.一種改性隔膜，其特征在于：所述改性隔膜包括隔膜基材和位于所述隔膜基材至少一個表面的聚合物涂層，所述聚合物涂層中包括側鏈被磺酸基鋰取代的聚合物。

2.根據權利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，磺酸基鋰取代基在所述聚合物中的取代度為20％～100％。

3.根據權利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述磺酸基鋰取代基為-O-R-SO₃Li，其中R為C6-C20的亞芳基或具有1～2個氮原子的C3-C9的亞雜芳基，可選地，所述C6-C20的亞芳基和/或所述具有1～2個氮原子的C3-C9的亞雜芳基進一步被C1-C6的烷基取代。

4.根據權利要求3所述的改性隔膜，其特征在于，R為C6-C14的亞芳基或具有1個氮原子的五或六元的亞雜芳基，優選R選自由亞苯基、亞萘基、亞蒽基、亞菲基、亞吡啶基、亞吡咯基、亞嘧啶基、亞喹啉基、亞異喹啉基和亞吲哚基所組成組。

5.根據權利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物的前驅體為選自由聚苯醚類、聚醚醚酮類、聚芳醚酮類和聚砜類所組成組中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物的數均分子量為100萬以上。

7.根據權利要求1所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂層中還包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，所述聚合物涂層中所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的質量百分含量為20％～50％，所述聚合物的質量百分含量為50％～80％。

8.根據權利要求1至6中任一項所述的改性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂層的厚度為1μm～5μm，所述隔膜基材的厚度為6μm～15μm。

9.一種改性隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將側鏈被磺酸基鋰取代的聚合物涂覆于隔膜基材的至少一個表面。

10.根據權利要求9所述的改性隔膜的制備方法，其特征在于，在所述涂覆步驟之前，所述制備方法還包括以下步驟：將所述聚合物溶解于有機溶劑中配制成所述聚合物百分含量為3wt.％～10wt.％的溶液，將可選的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解于有機溶劑中配制成所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物百分含量為0wt.％～50wt.％的溶液，將兩種溶液混合均勻得到混合液，將所述混合液涂覆于隔膜基材的至少一個表面。

11.根據權利要求10所述的改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的數均分子量為10萬～100萬。

12.根據權利要求9所述的改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述聚合物的制備方法包括以下步驟：

(1)以所述聚合物的前驅體與溴化試劑1∶1～4的摩爾比使所述前驅體進行溴代反應，得到溴代前驅體；

(2)將所述步驟(1)中得到的所述溴代前驅體與具有磺酸基的取代試劑以3∶1～9的摩爾比進行取代反應，得到取代后前驅體；

(3)將所述步驟(2)中得到的所述取代后前驅體加入到酸性溶液中酸化，然后加入氫氧化鋰，反應后即得到所述聚合物。

13.根據權利要求12所述的改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述聚合物的前驅體為選自由聚苯醚類、聚醚醚酮類、聚芳醚酮類和聚砜類所組成組中的至少一種；所述溴化試劑為液溴或者N-溴代丁二酰亞胺。

14.根據權利要求12所述的改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述溴代反應的反應溫度為100℃～140℃；所述溴代反應的溴化程度為20％～100％。