[發(fā)明專利]一種芳綸涂覆隔膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112382828B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 李義濤;徐勝;云晧;張魁;程宗盛;張凌飛
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞東陽光科研發(fā)有限公司
• 主分類號: H01M50/414
• 分類號: H01M50/414;H01M50/403;H01M50/449;H01M10/0525
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現(xiàn)有的芳綸涂覆隔膜中，在制備芳綸漿料時，為了提高芳綸涂層與基膜的粘結(jié)力，需要添加粘結(jié)劑，而粘結(jié)劑的耐熱性能較差。為此，本發(fā)明提供一種芳綸涂覆隔膜，所述隔膜包括：多孔基膜、芳綸涂層和芳綸粘結(jié)層，所述芳綸涂層連續(xù)分布于多孔基膜表面并具有多孔結(jié)構(gòu)，所述芳綸粘結(jié)層分布于所述芳綸涂層表面，并通過其多孔結(jié)構(gòu)滲透到所述多孔基膜的多孔結(jié)構(gòu)中，將所述芳綸涂層與所述多孔基膜進行粘結(jié)。本發(fā)明采用芳綸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的耐熱性較差的粘結(jié)劑，在基本不影響隔膜透氣性的基礎上，提高了隔膜的耐熱性和浸潤性，同時提高芳綸涂層和基膜之間的粘結(jié)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池用芳綸涂覆隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液、電池外殼組成。鋰離子電池結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開來，防止正負極直接接觸而短路，同時還要使電解質(zhì)離子能夠在電池充放電過程中順利通過，形成電流，在電池工作溫度發(fā)生異常升高時，關(guān)閉電解質(zhì)離子的遷移通道，切斷電流保證電池安全。由此可見，隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

隔膜主要由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴材料制成，此類隔膜加工方便，成本較低，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，但是傳統(tǒng)的聚烯烴材料隔膜也有明顯的缺點，一方面，該類材料的耐熱性能較差，在電池由于內(nèi)在或外在原因出現(xiàn)溫度升高的狀況時，隔膜會出現(xiàn)熱收縮甚至熔化，失去分隔作用，正負極接觸短路，造成鋰離子電池破壞；另一方面該類隔膜的親水性較差，從而導致隔膜對電解液具有較差的浸潤性，直接影響鋰離子電池的循環(huán)性能。

芳綸具有超高強度、高模量、耐高溫、耐化學腐蝕等優(yōu)良性能，其熱分解溫度能達到400～430℃，將其用于隔膜涂覆可提高鋰離子電池的耐熱性、安全性等性能。然而，現(xiàn)有的芳綸涂覆隔膜中，漿料中均需要添加耐熱性較差的粘結(jié)劑，以提高芳綸涂層與基膜的粘結(jié)力，但是影響了隔膜性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的聚烯烴隔膜的耐熱性能差和對電解液的浸潤性不佳等問題，提供一種芳綸涂覆隔膜，以及該隔膜的制備方法。

為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。

一方面，本發(fā)明提供一種芳綸涂覆隔膜，包括：

多孔基膜；

芳綸涂層，所述芳綸涂層連續(xù)分布于多孔基膜表面并具有多孔結(jié)構(gòu)；

芳綸粘結(jié)層，所述芳綸粘結(jié)層分布于所述芳綸涂層表面，并通過其多孔結(jié)構(gòu)滲透到所述多孔基膜的多孔結(jié)構(gòu)中，將所述芳綸涂層與所述多孔基膜進行粘結(jié)。

現(xiàn)有的芳綸涂覆隔膜中，在制備芳綸漿料時，為了提高芳綸涂層與基膜的粘結(jié)力，需要添加粘結(jié)劑，而粘結(jié)劑的耐熱性能較差。為此，本發(fā)明引入芳綸粘結(jié)層，芳綸涂層中不含粘結(jié)劑，作為主涂層，芳綸粘結(jié)層起到粘結(jié)劑的作用，將芳綸涂層粘結(jié)到多孔基膜上，提升芳綸涂覆隔膜耐熱性的同時提高了芳綸涂層和多孔基膜之間的粘結(jié)力，而且由于芳綸是極性高分子材料，提高了隔膜對電解液的浸潤性。

進一步地，所芳綸涂層中的芳綸為間位芳綸。間位芳綸可溶于多種有機溶劑中，易制備成溶液。

進一步地，芳綸涂層由間苯二胺和間苯二甲酰氯在有機溶劑中縮聚后，進行涂覆得到。

進一步地，所述芳綸粘結(jié)層由間苯二胺和間苯二甲酰氯原位界面聚合得到。

進一步地，所芳綸涂層的厚度為0.1～4μm，孔隙率為30～70％。

優(yōu)選地，所述芳綸涂層的厚度為1～3μm。

進一步地，所述多孔基膜為聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜和聚戊烯膜中的一種或兩種以上復合而成的復合膜。