隔膜用涂层浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术属于电池隔膜技术领域，涉及隔膜用涂层浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池。本发明专利技术的隔膜用涂层浆料，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺10～26份、有机溶剂42～58份、非溶剂3～10份、粘结剂1～8份和无机颗粒6～15份。本发明专利技术的电池隔膜，具有热稳定性增强、力学强度增大和浸润性增强的特点，提高了电池的使用安全性和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
隔膜用涂层浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池
本专利技术属于电池隔膜
，具体涉及一种隔膜用涂层浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有高比能量、长循环寿命、环境友好等优点，已广泛应用于多个领域中。其中，隔膜是电池正极和负极之间的隔膜材料，是锂离子电池关键的内层组件之一，其在锂电池中起到传递锂离子和阻隔正负极电子电导的双重作用，决定了电池的界面结构、内阻等。隔膜性能的好坏直接影响锂电池的电池容量、循环使用寿命、安全性能等。近年来，随着锂离子电池应用的日益广泛，对锂离子电池的综合性能也提出了更高的要求，因此对于隔膜的性能也有着更高的要求。例如从锂离子电池安全性能方面考虑，动力电池对所用涂层隔膜的使用温度要求越来越高。然而，目前市场上所用陶瓷、PVDF等涂层膜的耐热性能有限，受热后容易出现收缩，造成电池正负极接触短路。另外，目前市场上所用的锂电池隔膜对电解液浸润性较差，吸液率不高，影响电池的循环性能。聚酰亚胺是分子结构中含有酰亚胺结构的一类环链状化合物，其具有高强高模、耐高温等优良性能，以及优异的耐溶剂性和尺寸稳定性。聚醚酰亚胺作为热塑性聚酰亚胺的典型代表，继承了聚酰亚胺材料优异的综合性能，而且还具有可溶液加工和可熔融加工的特点，加之其目前已是实现产业化生产的大宗聚酰亚胺品种之一，原料来源充足，性能稳定，因此在开发具有工业化应用前景的功能聚酰亚胺纤维膜方面具有很好的优势。当前，有关聚酰亚胺超细纤维的制备和相应的性能研究已见诸专利报道，但是，将其应用于锂电池隔膜时存在纤维膜力学性能过低和孔结构过于开放的问题。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种隔膜用涂层浆料，具有热稳定性增强、力学强度增大和浸润性增强的特点，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种隔膜用涂层浆料的制备方法，方法简单，易于操作。本专利技术的另一个目的在于提供一种锂离子电池隔膜，具有热稳定性增强、力学强度增大和浸润性增强的特点，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，方法简单，易于操作，制得的锂离子电池隔膜性能优异。本专利技术的又一个目的在于提供一种锂离子电池；包含该锂离子电池的电子装置、电动工具、电动车辆或电力储存系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种隔膜用涂层浆料，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺10～26份、有机溶剂42～58份、非溶剂3～10份、粘结剂1～8份和无机颗粒6～15份。作为进一步优选技术方案，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺12～25份、有机溶剂45～55份、非溶剂4～8份、粘结剂1～7份和无机颗粒8～12份；优选地，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺12～23份、有机溶剂46～53份、非溶剂5～7份、粘结剂2～6份和无机颗粒10～11份。作为进一步优选技术方案，所述聚醚酰亚胺的分子量为12000～150000，优选为100000～130000；和/或，所述无机颗粒的平均粒径为500nm～2μm，优选为900nm～1.5μm。作为进一步优选技术方案，所述有机溶剂包括N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的至少一种；优选地，所述非溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯或碳酸二甲酯中的至少一种；优选地，所述无机颗粒包括氧化铝微粉、氢氧化铝微粉、钛酸钡微粉或硫酸钡微粉中的至少一种；优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物或聚丙烯腈中的至少一种。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种上述的隔膜用涂层浆料的制备方法，包括：将配方量的聚醚酰亚胺、有机溶剂、非溶剂、粘结剂和无机颗粒混合均匀后，得到所述隔膜用涂层浆料；优选地，在混合之前还包括对聚醚酰亚胺干燥的步骤，干燥的温度为60～120℃，干燥的时间为5～10h；优选地，先将聚醚酰亚胺溶解在有机溶剂中，得到溶解液；再在溶解液中加入粘结剂，搅拌；然后依次加入非溶剂和无机颗粒，混匀，得到所述隔膜用涂层浆料；优选地，聚醚酰亚胺溶解于有机溶剂中的温度为60～120℃。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种锂离子电池隔膜，包括基膜以及涂覆于所述基膜表面上的涂层；所述涂层主要由上述的隔膜用涂层浆料所形成；优选地，所述涂层涂覆于所述基膜的单侧表面或者双侧表面；优选地，所述基膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、无纺布或纤维中的至少一种，所述基膜优选为聚乙烯；优选地，所述涂层的厚度为0.5～1.8μm，优选为1.0～1.5μm。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种上述的锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：将制备好的隔膜用涂层浆料涂覆在基膜的表面上，萃取，干燥，得到所述锂离子电池隔膜。作为进一步优选技术方案，萃取所采用的萃取剂为水和N－甲基吡咯烷酮；优选地，水和N－甲基吡咯烷酮的重量比为(1～2)：(2～4)，优选为2：(2～4)，进一步优选为2：3；优选地，萃取的时间为2～5min；优选地，干燥的温度为45～65℃，优选为48～55℃。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极、负极和上述的锂离子电池隔膜或采用上述的锂离子电池隔膜的制备方法制备得到的锂离子电池隔膜，所述隔膜位于所述正极和负极之间。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种包含所述的锂离子电池的电子装置、电动工具、电动车辆或电力储存系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)、本专利技术的隔膜用涂层浆料，主要由合适且适量的聚醚酰亚胺、有机溶剂、非溶剂、粘结剂和无机颗粒制得，通过上述各原料功能上的相互配合、支撑，以及比例间的相互制约和搭配，使得该涂层浆料具有优异的热稳定性、尺寸稳定性和力学强度，该涂层浆料能够赋予隔膜热稳定性、力学强度和浸润性的显著增强。(2)、本专利技术的锂离子电池隔膜的耐热性增强，提高了锂电池的安全使用性能。(3)、本专利技术的锂离子电池隔膜的力学强度增强，在电池使用过程中，可有效防止因使用不当导致的热失控，增强了电池的使用稳定性、安全性。(4)本专利技术的锂离子电池隔膜的浸润性增强，有助于更好的浸润电解液，增强离子电导率，提高电池的循环性能。(5)、本专利技术的制备方法简单易行，方便控制，环境友好，成本低，易于实现大规模工业化生产。(6)、本专利技术提供的锂离子电池，在正极、负极之间设置了本专利技术的锂离子电池隔膜，其优异的性能增强了锂离子电池隔膜的耐热稳定性、电解液浸润性和电解液吸收保留能力以及力学强度，提高了锂离子电池的循环寿命和使用安全性，同时表现出优异的电化学性能。并且，包含本专利技术的锂离子电池的电子装置、电动工具、电动车辆或电力储存系统，至少具有与上述锂离子电池相同的优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔膜用涂层浆料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺10～26份、有机溶剂42～58份、非溶剂3～10份、粘结剂1～8份和无机颗粒6～15份。

【技术特征摘要】
1.一种隔膜用涂层浆料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺10～26份、有机溶剂42～58份、非溶剂3～10份、粘结剂1～8份和无机颗粒6～15份。2.根据权利要求1所述的隔膜用涂层浆料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺12～25份、有机溶剂45～55份、非溶剂4～8份、粘结剂1～7份和无机颗粒8～12份；优选地，主要由以下重量份的原料制备而成：聚醚酰亚胺12～23份、有机溶剂46～53份、非溶剂5～7份、粘结剂2～6份和无机颗粒10～11份。3.根据权利要求1所述的隔膜用涂层浆料，其特征在于，所述聚醚酰亚胺的分子量为12000～150000，优选为100000～130000；和/或，所述无机颗粒的平均粒径为500nm～2μm，优选为900nm～1.5μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的隔膜用涂层浆料，其特征在于，所述有机溶剂包括N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的至少一种；优选地，所述非溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯或碳酸二甲酯中的至少一种；优选地，所述无机颗粒包括氧化铝微粉、氢氧化铝微粉、钛酸钡微粉或硫酸钡微粉中的至少一种；优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物或聚丙烯腈中的至少一种。5.权利要求1～4任一项所述的隔膜用涂层浆料的制备方法，其特征在于，包括：将配方量的聚醚酰亚胺、有机溶剂、非溶剂、粘结剂和无机颗粒混合均匀后，得到所述隔膜用涂层浆料；优选地，在混合之前包括对聚醚酰亚胺干...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锋，袁海朝，王晓静，苏碧海，
申请(专利权)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13