一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法技术

本专利公开了一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法，在聚烯烃隔膜上表面一侧或两侧均匀涂覆改性后熔点在110度‑140度高分子微球类材料，当电池受穿刺、挤压、碰撞等引起电池局部温度过高时，涂覆在聚烯烃表面的高分子微球材料会达到熔点熔化堵住隔膜微孔，在电池发生热失控前切断离子导通路径，从而抑制复合隔膜发生热收缩或融化所导致的进一步电池内部温度失控，保障电池的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜
，尤其涉及一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法。
技术介绍
近年来，随着新能源汽车这种新兴的战略型产业的崛起，能量密度高、安全性优异、续航里程出色的动力性锂离子电池受到越来越多的人关注。隔膜作为锂离子电池的四大关键主材之一，主要起到隔离正负极并允许锂离子自由通过的作用，隔膜的性能直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等。目前锂离子电池隔膜使用最多的是聚烯烃隔膜，其中，聚乙烯PE隔膜的熔点约为130℃，聚丙烯PP隔膜的熔点的温度为150℃。锂离子电池在过充、过载、撞击、挤压等情况下可能会释放出大量的热量，电池内部的温度迅速上升，聚烯烃隔膜收缩或融化，正负极接触，电池内部短路，最终导致电池内部热失控，甚至引发起火灾及爆炸。为了提高隔膜的热稳定性和安全性能，目前采用的方法是在隔膜的表面涂覆一层耐热层来降低隔膜的热收缩率，提高电池的安全性，但并未从根本上解决电池的安全问题。特别是在极端的情况下，电池内部局部位置短路后，局部温度会迅速上升，局部的热量很容易使对应位置的隔膜温度升高到150℃以上，这样涂层隔膜同样会产生局部的热收缩并造成进一步的短路，进而导致热失控，发生安全事故。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法。该制备方法主要是采用在聚烯烃隔膜上涂覆一侧或者两侧高分子微球层，当电池受穿刺、挤压、碰撞等极端情况引起电池局部温度过高时，涂覆在隔膜表面的高分子微球层会发生形变，逐渐融化进入隔膜的孔径中，从而阻断离子传输路径，防止进一步电池内部温度失控。因此，该方法所制备新型高安全聚烯烃隔膜可以较大提高锂离子电池的安全性能。本专利技术上述的目的主要通过以下技术方案予以实现：一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法，在聚烯烃隔膜上一侧或者两侧涂覆高分子微球，形成高安全聚烯烃隔膜，所述高分子微球是改性后的无规共聚聚酯材料。优选地，所述高分子微球的成分为聚乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和聚酯树脂、聚氯乙烯的两种或多种共聚材料。优选地，所述高分子微球的浆料组成中还含有5％-7％粘结剂、0.5％-1％分散剂、0.02％-0.05％润湿剂。优选地，所述粘结剂为丙烯酸类或丙烯腈类粘结剂。优选地，所述分散剂为丙烯酸铵盐溶液。优选地，所述润湿剂为聚醚改性有机硅烷类、月桂酸聚氧乙烯醚类物质。优选地，所述聚烯烃隔膜是PP、PE、PP-PE、陶瓷隔膜、涂胶隔膜中的一种。优选地，所述高分子微球的涂覆厚度为1μm-2μm。优选地，所述高分子微球熔点在110度-140度。优选地，所述涂覆方式为微凹、挤压或者喷涂涂覆工艺。本专利技术的有益效果在于：该制备方法制备的新型安全聚烯烃隔膜，当电池受穿刺、挤压、碰撞等极端情况引起电池局部温度过高时，高分子微球层会在熔点附近融化嵌入隔膜的孔径里，隔膜达到闭孔温度时会实现孔径的闭孔，高安全隔膜会进一步确保隔膜孔隙实现闭孔，从而抑制进一步电池内部温度失控。具体实施方式实施例1将改性聚乙酸乙烯酯和聚酯树脂无规共聚物、丙烯腈类粘结剂、丙烯酸铵盐溶液、聚醚改性有机硅烷按照质量比为94.48:5:0.5:0.02加入到搅拌器中，随后加入一定量的去离子水至涂覆浆料的固含量为12wt.％，充分搅拌均匀，2h后得到涂覆浆料，将得到的涂覆浆料采有微凹版的方式均匀的涂布于14μm湿法隔膜上，涂层厚度在1μm左右，烘干即可得到新型高安全性聚烯烃隔膜。实施例2将改性后甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯无规共聚物、聚丙烯酸类粘结剂、丙烯酸铵盐溶液、月桂酸聚氧乙烯醚按照质量比为91.95:7:1:0.05加入到搅拌器中，随后加入一定量的去离子水至涂覆浆料的固含量为15wt.％，充分搅拌均匀，3h后得到涂覆浆料，将得到的涂覆浆料采有挤压的方式均匀的涂布于25μm干法隔膜上，涂层厚度在1μm左右，烘干即可得到新型高安全性聚烯烃隔膜。实施例3将改性聚乙酸乙烯酯和聚氯乙烯无规共聚物、聚丙烯腈类粘结剂、丙烯酸铵盐溶液、聚醚改性有机硅烷按照质量比为93.17:6:0.8:0.03加入到搅拌器中，随后加入一定量的去离子水至涂覆浆料的固含量为10wt.％，充分搅拌均匀，3h后得到涂覆浆料，将得到的涂覆浆料采有喷涂的方式均匀的涂布于9μmPE+3μm陶瓷隔膜上，涂层厚度在2μm左右，烘干即可得到新型高安全性聚烯烃隔膜。将实施例1、2、3制成的高安全性聚烯烃隔膜和使用的涂覆基膜高温烘烤，实施例1、2、3中隔膜的烘烤条件分别为125度1h、145度1h、125度1h，然后进行测试高温烘烤前、后隔膜的透气度，涂覆高分子微球后的高安全性聚烯烃隔膜烘烤后会融化进入聚烯烃微孔中，隔膜的透气度会有很大增加，能够进一步切断离子导通路径，确保使用电池的安全性能，实施例中涂覆前隔膜和涂覆后高安全隔膜的透气度测试结果如下表1。表1隔膜和高安全性隔膜的透气度测试测试结果发现经过烘烤后涂覆高分子微球后的高安全隔膜的透气度增值都大于未涂覆的隔膜，说明涂覆高分子微球的涂层隔膜在基体隔膜达到闭孔温度前可以实现堵塞隔膜孔径，切断电池中离子的导通路径，保障电池的安全性能。以上所述仅是本专利技术的部分实施例，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本专利技术原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法，其特征在于，在聚烯烃隔膜上一侧或者两侧涂覆高分子微球，形成高安全聚烯烃隔膜，所述高分子微球是改性后的无规共聚聚酯材料。

【技术特征摘要】
1.一种新型高安全聚烯烃隔膜的制备方法，其特征在于，在聚烯烃隔膜上一侧或者两侧涂覆高分子微球，形成高安全聚烯烃隔膜，所述高分子微球是改性后的无规共聚聚酯材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子微球的成分为聚乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和聚酯树脂、聚氯乙烯的两种或多种共聚材料。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子微球的浆料组成中还含有5%-7%粘结剂、0.5%-1%分散剂、0.02%-0.05%润湿剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为丙烯酸类或丙烯腈类粘结剂。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萌，杨茂萍，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34