一种陶瓷隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷隔膜，包括隔膜基材，隔膜基材表面涂覆聚合物包覆的功能性陶瓷粉体。所述陶瓷粉体表面包覆的聚合物为聚苯乙烯磺酸锂（PSSLi）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯烃微孔膜，所述隔膜基材为聚烯烃微孔膜，所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）平均分子量为400~5000g/mol。本发明专利技术提供的方法是首先利用硅烷偶联剂将陶瓷粉体活化，然后引入卤素官能团使陶瓷粉体接枝卤素引发剂，接下来加入苯磺酸钠单体（SSNa）、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯（PEGMA）进行聚合反应，再加入到锂离子水溶液中进行离子交换获得聚合包覆的功能性陶瓷粉体，最后搅拌制成陶瓷浆料并进行涂布制成聚合物包覆的陶瓷隔膜。本发明专利技术提供的方法大大提高了锂离子的分散性和功能性。

A Ceramic Diaphragm and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷隔膜及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体的是涉及一种锂离子电池用陶瓷隔膜及其制备方法，更具体地，本专利技术涉及一种利用可控活性聚合方法将单离子传导聚合物接枝到陶瓷粉体表面，从而提高陶瓷的分散性和功能性的方法。
技术介绍
锂离子电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正负极活性物质分隔开，防止两极因接触而短路；此外在电化学反应时，能保持必要的电解液，形成离子移动的通道。随着近几年新能源行业的大力发展，对隔膜提出了更高的要求，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。电池中常用的隔膜材料一般是用纤维素或编织物、合成树脂制得的多微孔膜，而锂离子电池一般采用高强度、薄膜化的聚烯烃系多孔膜，常用的隔膜有干法单拉聚丙烯（PP）、湿法聚乙烯（PE）以及PP/PE/PP三层复合微孔隔膜。但是，聚烯烃系多孔膜熔点一般在140~160℃，高温热收缩性较差，直接影响到电池的安全性，而且聚烯烃多事非极性聚合物材料，对电解液的浸润性较差，当前解决这一问题的方法主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷隔膜，包括隔膜基材，其特征在于，隔膜基材表面上涂覆聚合物包覆的陶瓷粉体，所述陶瓷粉体表面包覆的聚合物为聚苯乙烯磺酸锂（PSSLi）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷隔膜，包括隔膜基材，其特征在于，隔膜基材表面上涂覆聚合物包覆的陶瓷粉体，所述陶瓷粉体表面包覆的聚合物为聚苯乙烯磺酸锂（PSSLi）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷隔膜，其特征在于，所述隔膜基材为聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯微孔膜（PP）、聚丙烯微孔膜（PE）及聚丙烯微孔膜/聚乙烯微孔膜/聚丙烯微孔膜（PP/PE/PP）三层复合膜。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷隔膜，其特征在于，所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）平均分子量为400~5000g/mol。4.一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，活化陶瓷粉体：在陶瓷粉体中加入偶联剂进行活化，偶联剂与陶瓷粉体表面的羟基（-OH）发生脱水反应，使所述陶瓷粉体表面接入活性剂，得到活化后的陶瓷粉体；步骤2，接枝引发剂：将所述活化后的陶瓷粉体与卤代酰卤类化合物混合，加入催化剂1，使其发生脱去缩合反应，使所述活化后的陶瓷粉体表面接枝上卤素引发剂，并对接枝上卤素引发剂的陶瓷粉体进行充分洗涤、干燥，得接枝引发剂的陶瓷粉体；步骤3、聚合包覆：在接枝引发剂的陶瓷粉体中加入催化剂2和配体，所述催化剂2和所述配体的比例为1:1~5，再按一定比例与单体苯磺酸钠、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯（PEGMA）进行聚合反应，反应完全后再充分洗涤，从而获得聚合物包覆的陶瓷粉体；步骤4、离子交换：将所述聚合物包覆的陶瓷粉体加入到质量浓度为10%~50%的锂离子的水溶液中进行离子交换反应，在80~100℃下不断回流12-72小时后得到聚苯乙烯磺酸锂（PPSLi）和聚乙二醇（PEG）的聚合物包覆地功能性陶瓷粉体；步骤5、涂布：将聚合物包覆的功能性陶瓷粉体、粘结剂和溶剂按5-10:1:9-16的比例混合充分搅拌或球磨8-24小时得到陶瓷涂覆浆料，再将陶瓷涂覆浆料涂覆到隔膜基材表面，充分干燥后得到改性陶瓷涂覆隔膜。5.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，步骤2和步骤3需在惰性气体环境中操作。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓纯，陈辉，李国龙，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44