[發明專利]雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910292642.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109935760A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 陶晶;王志豪;陳瀚;羅婷
• 申請（專利權）人: 重慶云天化紐米科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/052
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明公開了一種雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜及其制備方法，電池隔膜的單側或雙側涂覆有雜化芳綸涂層，所述雜化芳綸涂層由含有雜化芳綸的漿液涂覆而成，所述雜化芳綸為聚間苯二甲酰對苯二胺和聚對苯二甲酰間苯二胺中的一種或兩種。本發明利用雜化芳綸涂覆成為芳綸涂層，雜化芳綸對水的敏感度較低，不易析出，易儲存，從而極大程度改善了芳綸漿液對水分的耐受度，降低了芳綸涂覆漿液的存儲成本以及對涂覆設備的要求，適用于工業化生產芳綸涂覆的鋰電池隔膜。

技術領域

本發明屬于鋰電池隔膜材料領域，具體涉及一種雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜及其制備方法。

背景技術

鋰電池作為新型的二次電池，具有高能量密度、循環壽命長等優點，其應用范圍不斷擴展，被大量應用于便攜式電子裝置、電動工具、儲能和動力汽車中，尤其隨著新能源行業的快速發展，鋰電池被越來越多的應用到動力汽車中。然而，頻繁發生的鋰電池安全事故日益引起了人們的廣泛關注。其中，隔膜作為鋰電池的重要組成部分，可以有效防止正、負極接觸發生短路，對鋰電池的安全性具有非常重要的影響，因此，鋰電池性能的提升及安全性要求對隔膜的性能有著更高的要求。

聚烯烴隔膜是目前使用最為廣泛的鋰電池隔膜，但是，市場上現有的聚烯烴隔膜存在熱收縮率大和親電解液不足的問題。為了改善聚烯烴隔膜的耐熱性和電解液浸潤性，目前主要的解決方案是在聚烯烴隔膜的單面或雙面涂覆涂層，這種涂層在一定程度上可以改善隔膜的熱穩定性，同時與電解液有良好的浸潤性。隨著鋰電池的發展，對其能量密度要求越來越高，導致電池內部環境越來越苛刻，普通的無機涂層不能達到高溫(大于150攝氏度)條件下的熱穩定性能，因此尋求下一代熱穩定性能優異的高端隔膜就成了當務之急。

芳綸以其高強度、高模量、耐化學腐蝕的特性，被廣泛應用于航空航天、電器和特種品開發等領域，其分解的最高溫度可達590℃，能大大提高電池的耐熱性和安全性能。現有技術中，制備芳綸涂覆的鋰電池隔膜時，使用的芳綸為對位芳綸(1414)或間位芳綸(1313)，并且對位芳綸(1414)由于其強度和模量更高，使用更加廣泛。

但是，對位芳綸(1414)對水分含量敏感，極易析出，不易儲存，作為隔膜涂層時，對涂覆工藝及設備要求苛刻，工業化生產對位芳綸涂覆的鋰電池隔膜非常困難。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜及其制備方法，能夠極大程度改善芳綸漿液對水分的耐受度，降低芳綸涂覆漿液的存儲成本以及對涂覆設備的要求。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明提供了一種雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜，包括電池隔膜，所述電池隔膜的單側或雙側涂覆有雜化芳綸涂層，所述雜化芳綸涂層由含有雜化芳綸的漿液涂覆而成，所述雜化芳綸為聚間苯二甲酰對苯二胺和聚對苯二甲酰間苯二胺中的一種或兩種。

本發明還提供了一種雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將間苯二甲酰氯與對苯二胺或者對苯二甲酰氯與間苯二胺在溶劑中聚合反應，得到含有聚間苯二甲酰對苯二胺的漿液或含有聚對苯二甲酰間苯二胺的漿液；

(2)將電池隔膜送入涂覆裝置，使用步驟(1)制備的含有聚間苯二甲酰對苯二胺的漿液或/和含有聚對苯二甲酰間苯二胺的漿液進行涂覆；

(3)將經過步驟(2)涂覆后的電池隔膜浸入凝固浴中，涂覆層在凝固浴中成型成纖；

(4)將經過步驟(3)成型后的涂覆隔膜干燥、收卷，得到雜化芳綸涂覆的鋰電池復合隔膜成品。