[發明專利]提高聚合物涂層隔膜離子電導率的方法及聚合物涂層隔膜

在審

• 申請號: 201811637287.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109786623A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張輝;王哲;鄭勇;丁云海;林維昌
• 申請（專利權）人: 深圳中興新材技術股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

本申請公開了一種提高聚合物涂層隔膜離子電導率的方法及聚合物涂層隔膜。本申請的方法，在熱塑性樹脂基膜表面涂覆至少一層石墨烯或氧化石墨烯涂層，然后在石墨烯或氧化石墨烯涂層上涂覆聚合物漿料，制成聚合物涂層隔膜；或者，將石墨烯或氧化石墨烯添加到聚合物漿料中，直接涂覆于熱塑性樹脂基膜表面。本申請的方法，創造性的在聚合物涂層隔膜中引入石墨烯或氧化石墨烯，使得隔膜在涂覆聚合物涂層后具有基膜相當甚至優于基膜的離子電導率。石墨烯或氧化石墨烯的引入，使得聚合物涂層隔膜具有更好導熱和散熱功能，能及時將電池產生的熱量釋放，降低安全隱患，減少能耗，延長電池壽命；提高隔膜電解液浸潤性，使其具有優異的吸液保液性能。

技術領域

本申請涉及電池隔膜制備方法領域，特別是涉及一種提高聚合物涂層隔膜離子電導率的方法及聚合物涂層隔膜。

背景技術

聚合物涂層隔膜，又稱有機聚合物涂層隔膜，是在常規的聚烯烴微孔膜，例如聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜等，表面涂覆有機聚合物涂層形成的具有涂層的復合隔膜。聚合物涂層隔膜，通過有機聚合物涂層能夠改善聚烯烴微孔膜的理化性能，例如提高隔膜的耐熱性、改進隔膜和極片的粘接力等，進而提高鋰離子電池的安全性、穩定性等性能。

聚合物涂層隔膜，雖然可以改善聚烯烴微孔膜的理化性能；但是，有機聚合物涂層的涂覆漿料會堵塞聚烯烴微孔膜的部分微孔，從而造成聚合物涂層隔膜的離子電導率在聚烯烴微孔膜基膜的基礎上有一定程度的降低，離子電導率的降低，會使電池的循環和倍率性能變差。因此，聚合物涂層隔膜一般只能用于數碼產品，而較難應用于電動汽車、儲能電站等對電池性能要求較高的產品。

發明內容

本申請的目的是提供一種新的提高聚合物涂層隔膜離子電導率的方法，以及由此制備的聚合物涂層隔膜。

為了實現上述目的，本申請采用了以下技術方案：

本申請的一方面公開了一種提高聚合物涂層隔膜離子電導率的方法，包括利用石墨烯或氧化石墨烯提高聚合物涂層隔膜的離子電導率；具體的，在將聚合物漿料涂覆在熱塑性樹脂基膜表面之前，在熱塑性樹脂基膜表面事先涂覆至少一層石墨烯或氧化石墨烯的涂層，然后在石墨烯或氧化石墨烯的涂層上涂覆聚合物漿料，制成聚合物涂層隔膜；或者，將石墨烯或氧化石墨烯添加到聚合物漿料中，直接涂覆于熱塑性樹脂基膜表面，制成聚合物涂層隔膜。

需要說明的是，采用本申請的方法制備的聚合物涂層隔膜，離子電導率和基膜相當，甚至優于基膜；并且，由于石墨烯或氧化石墨烯良好的導熱性能，在電池電流大、產熱多的情況下，產生的熱量能被及時散出，降低安全隱患，有效減少能耗，延長電池壽命；同時，石墨烯或氧化石墨烯的超疏水性和超親油性，使聚合物涂層隔膜具有良好的電解液浸潤性，且吸液保液性能優異。

優選的，石墨烯或氧化石墨烯為片狀結構，細度為100目以上，純度大于99.99％。

優選的，聚合物漿料中還添加有造孔劑，造孔劑為去離子水、正丙醇、正丁醇、三丙二醇、環己烷、環己醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、碳酸二甲酯和乙醚中的至少一種。

需要說明的是，造孔劑的加入可以進一步的改善聚合物涂層的孔隙率，減少聚合物涂層對離子電導率的影響；并且，由于聚合物涂層隔膜中含有石墨烯或氧化石墨烯，可以有效提高隔膜的離子電導率。

優選的，熱塑性樹脂基膜為聚烯烴微孔膜。

優選的，聚烯烴微孔膜由聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚戊烯中的至少一種制備而成。

優選的，熱塑性樹脂基膜的厚度為3-30μm，孔隙率為20-60％，透氣值為50-500s/100mL。

需要說明的是，本申請的關鍵在于將石墨烯或氧化石墨烯引入聚合物涂層隔膜中，至于基膜，可以采用常規聚合物涂層采用的基膜，例如聚烯烴微孔膜等。