一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜制造技术

本实用新型专利技术提供一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，包括聚烯烃基膜层和涂覆在聚烯烃基膜上单面或双面的碱性陶瓷涂层，所述碱性陶瓷涂层上交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物，所述聚烯烃基膜层的厚度为3.00～20.00μm，所述碱性陶瓷涂层厚度为0.1～0.5μm，所述碱性陶瓷涂层面密度为0.1～2g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.1～0.4μm；本实用新型专利技术通过采用短烷基磷酸类对碱性陶瓷进行表面改性，通过磷酸基团与陶瓷表面的羟基发生酯化反应，使陶瓷表面由亲水性变为亲油性，提高了碱性陶瓷材料的分散性、润湿性，另外，短烷基磷酸空间位阻较小，酯化反应较易进行，接枝率较高，最高达到50％。

A high safety ceramic coating diaphragm

The utility model provides a ceramic coated separator with high safety, alkaline ceramic coating and coating layer comprising a polyolefin film in single or double sided polyolefin film, the alkaline ceramic coating crosslinked with alkyl or alkenyl phenyl maleimide polymer, wherein the polyolefin film layer thickness of 3 ~ 20 m the thickness of the ceramic coating, alkaline was 0.1 ~ 0.5 m, the alkaline ceramic coating surface density is 0.1 ~ 2g/m2, the alkaline ceramic particle size of D50 is 0.1 ~ 0.4 m; the utility model adopts short alkyl phosphoric acid to alkaline ceramics modified by esterification of phosphoric acid group with the ceramic surface hydroxyl, the ceramic surface from hydrophilic to hydrophobic, improve the dispersibility, wettability, alkaline ceramic materials and space short alkyl phosphate steric small, esterification reaction It is easy to carry out, the grafting rate is high, the highest is 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜
本技术涉及陶瓷涂覆隔膜的
，具体涉及一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜。
技术介绍
锂离子电池作为新型的高能化学电源，在高温或高效率充放电等条件下，电池体系的热效应会引起电池内部的热积累，极易导致热失控及聚烯烃隔膜熔解，引发电芯大面积短路，从而引起锂电池的燃烧和爆炸。陶瓷材料是一种耐热性能好的无机材料，也是目前解决聚烯烃隔膜热收缩问题的主要手段，如申请号为CN201410663119.7的一种陶瓷隔膜及其制备方法和应用，通过在微孔膜一侧或两侧涂覆氧化铝陶瓷层，改善了隔膜的热稳定性，但在动力/储能系统对电池的高输出、高容量的情况下，电池在异常行为发生着火或爆炸的可能性是现有电池的几倍至几十倍，对隔膜的热稳定性要求更高。碱性陶瓷具有水份低，吸热量大，且有抑烟性、阻燃性、硬度低，使电芯产气少等优点碱性陶瓷较市场通用陶瓷材料具有更好的性能，是一种潜在可发展的陶瓷隔膜涂覆材料。但碱性陶瓷表面有大量的羟基，是一种极性很强的无机化合物，具有极强的亲水性，易形成团聚体，使其与极性相差较大的聚烯烃隔膜之间的相容性较差，易导致“掉粉”现象，使涂覆隔膜的力学性能较差，且常规碱性陶瓷一般使用的是亚微级，比表面积在4～8m2/g，极易吸附水分和粉尘杂质，影响锂电池的安全性能。专利CN102569700A公开了一种对无机陶瓷进行接枝改性的方法，选用苯环上带有羧基等活性基团的苯磺酸钠衍生物对陶瓷进行接枝，再将接枝后的磺酸钠盐通过离子交换得到含SO3Li的陶瓷功能微粉，在陶瓷分散性上体现了一定的性能优势，但是接枝单体空间位阻较大，影响接枝效果，而且离子交换会降低产品产率。专利CN103956450B公开了一种锂离子电池用复合隔膜及其制备方法，陶瓷表面通过接枝含磺酸盐或羧酸盐的表面活性剂，改善了隔膜性能，但该制备过程引入了脱水剂进行缩合反应，引入杂质增大产品生产成本，虽然改善了因位阻较大带来的低接枝效果，但因磺酸盐或羧酸盐的存在，仍存在较大位阻，致使接枝率最大为30％，效率较低。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在之缺失，提供一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，其陶瓷表面由亲水性变为亲油性，提高了碱性陶瓷材料的分散性、润湿性，短烷基磷酸空间位阻较小，酯化反应较易进行，接枝率较高。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，包括聚烯烃基膜层和涂覆在聚烯烃基膜上单面或双面的碱性陶瓷涂层，所述碱性陶瓷涂层上交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物，所述聚烯烃基膜层的厚度为3.00～20.00μm，所述碱性陶瓷涂层厚度为0.1～0.5μm，所述碱性陶瓷涂层面密度为0.1～2g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.1～0.4μm。作为一种优选方案，所述碱性陶瓷涂层厚度为0.3μm，所述碱性陶瓷涂层面密度为0.3～1g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.25μm。作为一种优选方案，所述碱性陶瓷为氢氧化镁、氢氧化铝、勃姆石中的一种或任意组合。作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层为聚乙烯、聚丙烯的单层或多层复合膜。作为一种优选方案，所述聚烯烃基膜层的厚度为4～50μm。作为一种优选方案，所述碱性陶瓷涂层的制备包括以下步骤：1)向溶剂中加入短烷基磷酸，于搅拌罐中混合搅拌均匀，继而加入碱性陶瓷颗粒，8000～15000rpm下密封搅拌0.5～1h得到混合溶液，然后将混合溶液升温至150～200℃搅拌反应5～10h，最后经过漂洗、抽滤、真空干燥得到改性后的碱性陶瓷粉料；2)向去离子水中加入上述改性陶瓷和粘结剂，混合搅拌0.5～3h，得到水性陶瓷浆料；3)将2)所述陶瓷浆料涂布在聚烯烃基膜层一侧或双侧，涂布速度为20～60m/min，经过40～80℃干燥2～5min，得到产品。本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，①通过采用短烷基磷酸类对碱性陶瓷进行表面改性，通过磷酸基团与陶瓷表面的羟基发生酯化反应，使陶瓷表面由亲水性变为亲油性，提高了碱性陶瓷材料的分散性、润湿性，另外，短烷基磷酸空间位阻较小，酯化反应较易进行，接枝率较高，最高达到50％；②短烷基磷酸中的疏水基团烷基与聚烯烃中C3～C8碳骨架相契合，通过分子间作用力可以稳定的存在聚烯烃中，改善了陶瓷与聚烯烃高分子隔膜间的相容性，避免“掉粉”现象，增强了涂覆隔膜的力学性能；③含磷有机化合物具有阻燃效果，可以减缓或中断聚烯烃烃的气相氧化的链反应，降低了锂电池因异常行为发生燃烧或爆炸的可能性。该技术能够维持隔膜透气性不变，既保留了碱性陶瓷的热稳定性，又提高了锂电池隔膜的安全性；④活性剂接枝并未引入杂离子，且活性剂接枝后降低了陶瓷隔膜表面的吸水性能，保证隔膜生产或使用中不吸附水分、杂质，保证锂电池的电性能和安全性能。为更清楚地阐述本技术的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本技术作进一步详细说明：附图说明图1是本技术之实施例的组装结构图；图2是本技术之另一实施例的组装结构图。10、聚烯烃基膜层20、碱性陶瓷涂层具体实施方式如图1所示，一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，包括聚烯烃基膜层10和涂覆在聚烯烃基膜10上双面的碱性陶瓷涂层20，所述碱性陶瓷涂层20上交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物，所述聚烯烃基膜层10的厚度为3.00～20.00μm，所述碱性陶瓷涂层20厚度为0.1～0.5μm，所述碱性陶瓷涂层20面密度为0.1～2g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.1～0.4μm，所述碱性陶瓷涂层20厚度最好为0.3μm，所述碱性陶瓷涂层20面密度最好为0.3～1g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50最好为0.25μm，所述碱性陶瓷为氢氧化镁、氢氧化铝、勃姆石中的一种或任意组合，所述聚烯烃基膜层10为聚乙烯、聚丙烯的单层或多层复合膜，所述聚烯烃基膜层10的厚度最好为4～50μm。图2所示的是本技术之另一实施例，其与前述实施例的区别在于：包括聚烯烃基膜层10和涂覆于聚烯烃基膜层10上单面的碱性陶瓷涂层20。本技术的碱性陶瓷涂层的制备包括以下步骤：1)向溶剂中加入短烷基磷酸，于搅拌罐中混合搅拌均匀，继而加入碱性陶瓷颗粒，8000～15000rpm下密封搅拌0.5～1h得到混合溶液，然后将混合溶液升温至150～200℃搅拌反应5～10h，最后经过漂洗、抽滤、真空干燥得到改性后的碱性陶瓷粉料；2)向去离子水中加入上述改性陶瓷和粘结剂，混合搅拌0.5～3h，得到水性陶瓷浆料；3)将2)所述陶瓷浆料涂布在聚烯烃基膜层10一侧或双侧，涂布速度为20～60m/min，经过40～80℃干燥2～5min，得到产品。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，故凡是依据本技术的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，其特征在于：包括聚烯烃基膜层和涂覆在聚烯烃基膜上单面或双面的碱性陶瓷涂层，所述碱性陶瓷涂层上交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物，所述聚烯烃基膜层的厚度为3.00～20.00μm，所述碱性陶瓷涂层厚度为0.1～0.5μm，所述碱性陶瓷涂层面密度为0.1～2g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.1～0.4μm。

【技术特征摘要】
1.一种高安全性的陶瓷涂覆隔膜，其特征在于：包括聚烯烃基膜层和涂覆在聚烯烃基膜上单面或双面的碱性陶瓷涂层，所述碱性陶瓷涂层上交联有烷基或烯基苯基马来酰亚胺高分子聚合物，所述聚烯烃基膜层的厚度为3.00～20.00μm，所述碱性陶瓷涂层厚度为0.1～0.5μm，所述碱性陶瓷涂层面密度为0.1～2g/m2，所述碱性陶瓷的粒径D50为0.1～0.4μm。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周素霞，王晓明，杨浩田，韦程，
申请(专利权)人：东莞市卓高电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44