[發(fā)明專利]一種溶膠涂層隔膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010768002.0
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN112072047B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧斌;姜蔚陽;黃樂飛;張安;朱麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 泰州衡川新能源材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/446
• 分類號: H01M50/446;H01M50/489;H01M50/497;H01M50/403;H01M10/42;H01M10/052
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 陶小麗

本發(fā)明公開了一種溶膠涂層隔膜及其制備方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下兩表面中的一面或雙面，所述涂覆膜由涂覆漿料制備而成，所述涂覆漿料包括以下組分：聚酰亞胺粘結(jié)劑、輔助粘結(jié)劑、乳化劑、溶劑、納米陶瓷粉。本發(fā)明通過一種含有聚酰亞胺粘結(jié)劑和納陶瓷粉的涂覆漿料對基膜進(jìn)行改性，提高了電池隔膜的熱穩(wěn)定性、粘接性及離子電導(dǎo)率，有效防止電極與隔膜的錯層，提高電池的安全性，適合廣泛推廣與使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池隔膜領(lǐng)域，具體是一種溶膠涂層隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

電池隔膜為設(shè)置在電池負(fù)極和電池正極之間的一層隔膜材料，用于隔離電池的正極和負(fù)極，并阻礙電池內(nèi)的電子通過，使得電解液中的離子在電池的正極和負(fù)極之間自由通過，電池隔膜的制備分為干法和濕法兩種，其中濕法制備得到的隔膜，具有雙向拉伸強(qiáng)度高，穿刺強(qiáng)度大的特點，正常的工藝流程不會造成穿孔，微孔尺寸比較小且分布均勻，力學(xué)性能和產(chǎn)品均一性更好，適合做高容量電池，濕法隔膜的高孔隙率和透氣率使電池具有更高的能量密度和更好的充放電性能，可以滿足動力電池的大電流充放電，在動力電池市場主要被國內(nèi)知名鋰電池廠商采用，但目前商業(yè)鋰電池隔膜應(yīng)用比較廣泛的濕法隔膜其熱穩(wěn)定性較差，潤濕性、孔隙率和電解液的吸收率等比較低，一般使用單一的粘結(jié)劑，粘結(jié)效果一般，在高溫條件下性能差，容易發(fā)生電機(jī)與隔膜的錯層，存在安全隱患，不足以滿足動力電池使用的要求。因此，我們提出一種溶膠涂層隔膜及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種溶膠涂層隔膜及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種溶膠涂層隔膜及其制備方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下兩表面中的一面或雙面，所述涂覆膜由涂覆漿料制備而成，所述涂覆漿料包括以下組分：聚酰亞胺粘結(jié)劑、輔助粘結(jié)劑、乳化劑、溶劑、納米陶瓷粉。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述聚酰亞胺粘結(jié)劑與納米陶瓷粉的重量比為(5：4)～(10：3)，所述輔助粘結(jié)劑與聚酰亞胺粘結(jié)劑/納米陶瓷粉混合物的重量比為5～20％，所述輔助粘結(jié)劑與溶劑的重量比為4～30％，所述輔助粘結(jié)劑與乳化劑的重量比為2～10％。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述聚酰亞胺粘結(jié)劑為含氟聚酰亞胺、以酮酐為單體的聚酰亞胺、以酮酐為單體的聚酰胺酰亞胺、降冰片烯二酸酐、以降冰片烯二酸酐為單體的單酯封端聚酰亞胺、以降冰片烯二酸酐為單體的乙炔封端聚酰亞胺、聚雙馬來酰亞胺中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，聚酰亞胺粘結(jié)劑具有優(yōu)秀的綜合性能，能夠在-200～+260℃溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)良的力學(xué)性能和電絕緣性，可在此溫度范圍內(nèi)長期使用，且具有較好的耐磨性、優(yōu)良的耐熱性、耐輻射性和較好的尺寸穩(wěn)定性。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述輔助粘結(jié)劑為丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，輔助粘結(jié)劑能夠在納米陶瓷粉進(jìn)行制漿時確保其均勻性和安全性，且對涂覆漿料中的顆粒起到粘接性作用。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述乳化劑為聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素、聚丙烯酸酯中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，乳化劑能夠改善涂覆漿料中各組分間的表面張力，使之形成均勻穩(wěn)定的分散體系或乳濁液。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述溶劑為水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的一種或多種。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述納米陶瓷粉為氧化鋁、氧化硅、勃姆石、氧化鈣、氧化鎂中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，納米陶瓷粉的顆粒之間會形成孔隙，使得所制的隔膜表面具備多孔結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于電池中，電池中的電解液會對隔膜的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，為鋰離子的流通提供便捷的路徑。