聚合物隔膜及其制备方法和应用及锂电池技术

本发明专利技术涉及锂电池领域，具体涉及聚合物隔膜及其制备方法和应用及锂电池。所述隔膜包括聚合物基膜和所述聚合物基膜上的涂层，所述涂层含有粘结剂，所述粘结剂包括偏二氟乙烯类共聚物，该偏二氟乙烯类共聚物含有下式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元。本发明专利技术采用的该偏二氟乙烯类共聚物能够在庞大的极性和非极性溶剂中都能很好地溶解，便于制备粘结剂；同时所得的聚合物隔膜具有更好的导离子性和耐高温性能。从而将所得隔膜用于在锂电池中时，能够使得所得的锂电池具有更高的比容量和循环性能。

Polymer Diaphragm and Its Preparation, Application and Lithium Battery

The invention relates to the field of lithium batteries, in particular to polymer diaphragms, their preparation methods and applications, and lithium batteries. The diaphragm comprises a polymer base film and a coating on the polymer base film, the coating contains a binder, the binder includes a vinylidene fluoride copolymer, the vinylidene fluoride copolymer contains the structural unit shown in formula (1), the structural unit shown in formula (2) and the structural unit shown in formula (3). The difluoroethylene copolymer used in the invention can be well dissolved in huge polar and non-polar solvents, and is convenient for preparing binder; at the same time, the obtained polymer diaphragm has better ionic conductivity and high temperature resistance. Thus, when the diaphragm is used in lithium batteries, the resulting lithium batteries have higher specific capacity and cycle performance.

【技术实现步骤摘要】
聚合物隔膜及其制备方法和应用及锂电池
本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及聚合物隔膜及其制备方法和应用及锂电池。
技术介绍
液态锂电池的隔膜主要包括聚合物涂层的聚合物隔膜以及陶瓷涂层的聚合物隔膜。其中，对于聚合物涂层的聚合物隔膜主要是偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物涂层|聚烯烃基膜|偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物涂层(PVDF-HFP|Polyolefinseparator|PVDF-HFP隔膜)。这类隔膜在结构上具有明显的三层结构。上下两层为PVDF-HFP的聚合物孔状涂层，中间层为聚烯烃类(通常为PE，PP，或PP|PE|PP)的基膜。聚烯烃基膜通常用干法拉伸成孔或湿法造孔而成的孔状聚烯烃材料。其孔径一般在1nm以下。PVDF-HFP孔状涂层是用相反转法在聚烯烃基膜的基础上通过涂覆、成孔、去除有机溶剂等工艺而实现的。其孔结构为蜂窝状，孔径一般从几十个纳米到几十个微米。陶瓷涂层的聚合物隔膜通常为陶瓷涂层|聚烯烃基膜|陶瓷涂层(Ceramiccoating|Polyolefinseparator|Ceramiccoating隔膜)。这类隔膜在结构上具有明显的三层结构。上下两层为陶瓷孔状涂层，中间层为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物隔膜，其特征在于，所述隔膜包括聚合物基膜和所述聚合物基膜上的涂层，所述涂层含有粘结剂，所述粘结剂包括偏二氟乙烯类共聚物，该偏二氟乙烯类共聚物含有下式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元；式(1)

【技术特征摘要】
1.一种聚合物隔膜，其特征在于，所述隔膜包括聚合物基膜和所述聚合物基膜上的涂层，所述涂层含有粘结剂，所述粘结剂包括偏二氟乙烯类共聚物，该偏二氟乙烯类共聚物含有下式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元；式(1)式(2)式(3)其中，Z各自独立地选自单键、-(CmH2m)-、-(CmF2m)-、-(CH2CH2O)m-、-(OCH2CH2)m-、-(CO)-O-或-O-(CO)-，k各自独立地为1-5的整数，m各自独立地为1-20的整数；Rf为-ChF2h+1，h为0-10的整数；Rf1、Rf2和Rf3各自独立地为-CiH2i+1或-CiF2i+1，i为0-10的整数；阳离子Y+为H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、式(4)所示的阳离子、式(5)所示的阳离子、式(6)所示的阳离子、式(7)所示的阳离子、式(8)所示的阳离子、式(9)所示的阳离子和式(10)所示的阳离子中的任意一种：式(4)式(5)式(6)式(7)式(8)式(9)式(10)其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1-C10的烷基或-(CH2CH2O)j-CH3，j各自独立地为1-10的整数。2.根据权利要求1所述的聚合物隔膜，其中，Z各自独立地选自单键、-(CmH2m)-、-(CmF2m)-、-(CH2CH2O)m-、-(OCH2CH2)m-、-(CO)-O-或-O-(CO)-，k各自独立地为1、2或3，m各自独立地为1-10的整数；Rf为-ChF2h+1，h为0-5的整数；Rf1、Rf2和Rf3各自独立地为-CiH2i+1或-CiF2i+1，i为0-5的整数；R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1-C5的烷基或-(CH2CH2O)j-CH3，j各自独立地为1-5的整数；优选地，Z各自独立地选自单键、-CH2-、-CH2-CH2-、-CF2-、-CF2-CF2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-(CO)-O-或-O-(CO)-；Rf为-F、-CF3或-CF2CF3，Rf1、Rf2和Rf3各自独立地为-H、-CH3、-CH2CH3、-F、-CF3或-CF2CF3；R1、R2、R3和R4各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、-CH2CH2O-CH3或-(CH2CH2O)2-CH3。3.根据权利要求1或2所述的聚合物隔膜，其中，所述式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元的摩尔比为0.001-999：1：0.001-9，优选为0.01-100：1：0.005-5，更优选为0.1-9：1：0.01-1，更进一步优选为0.5-5：1：0.01-0.5；优选地，所述偏二氟乙烯类共聚物的重均分子量为50,000-2,000,000g/mol，优选为100,000-1,000,000g/mol，更优选为200,000-800,000g/mol。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物隔膜，其中，所述涂层中还包括无机粒子，所述无机粒子和粘结剂的重量比为1-99：1，优选为5-50：1，优选为10-30：1，更优选为15-20：1；优选地，所述无机粒子的粒度为1nm-100μm。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚合物隔膜，其中，所述聚合物基膜为多孔状结构，其厚度为1-100μm，孔径为1-1000nm；优选地，所述聚合物基膜为PE隔膜、PP隔膜、PVDF隔膜、PVDF-HFP隔膜、PAN隔膜、PMMA隔膜、PET隔膜或者它们中任意组合形成的多层隔膜；优选地，所述涂层为多孔状结构，其厚度为0.1-100μm，孔径为10nm-100μm。6.一种聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)制备偏二氟乙烯类共聚物；(2)提供含有粘结剂的涂层浆料，所述粘结剂包括所述偏二氟乙烯类共聚物；(3)将步骤(2)的涂层浆料涂覆于聚合物基膜上，并干燥，以在聚合物基膜上形成涂层；其中，步骤(1)制备偏二氟乙烯类共聚物的方法包括：在自由基引发剂存在下，在有机溶剂中，将式(1-a)所示的单体、式(2-a)所示的单体和式(3-a)所示的单体进行共聚反应，其中，式(1-a)式(2-a)CF2＝CH2，式(3-a)其中，Z各自独立地选自单键、-(CmH2m)-、-(CmF2m)-、-(CH2CH2O)m-、-(OCH2CH2)m-、-(CO)-O-或-O-(CO)-，k各自独立地为1-5的整数，m各自独立地为1-20的整数；Rf为-ChF2h+1，h为0-10的整数；Rf1、Rf2和Rf3各自独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋威，郭姿珠，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44