本发明专利技术公开了一种聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，首先制备聚丁二酸乙二醇酯微球乳液，然后将聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆于聚烯烃微孔隔膜的表面并烘干，即得锂电池隔膜。本发明专利技术的PBS微球乳液涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面上后，PBS微球乳液形成有机高分子微球层，在电池正常使用时，有机高分子微球间的孔隙，保证了锂离子的有效传输，在电池内部温度升高并达到有机高分子微球的熔融温度时，有机高分子微球熔融成膜并堵塞聚烯烃基膜上的微孔，切断电池内锂离子传输，实现隔膜的热关断，阻止了电池内温度的进一步上升，大幅度提高了锂离子电池的安全性。
Preparation method of lithium battery separator coated with polybutylene glycol microspheres emulsion
【技术实现步骤摘要】
聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法
本专利技术涉及锂电池领域，具体是一种聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法。
技术介绍
锂离子电池以其高能量比、长寿命、无记忆效应等优点，已经在包括便携式电子产品在内的诸多领域得到了广泛的应用。电池隔膜是指在电池正极和负极之间的一层薄的多孔材料，其作用是防止正负极间的物理接触，并通过吸收电解液提供离子传导能力，是保护电池安全性能的屏障。但是锂离子电池在各种复杂的应用条件下，存在着发生爆炸和燃烧的潜在危险，严重制约了锂离子电池在动力电池等领域的应用。锂离子电池的不安全行为来源于其热失控，当电池因短路、过充等滥用导致温度升高时，电池内部一些放热副反应相继被引发，反应产生的热如果得不到及时散发，将造成电池温度的进一步上升及副反应的指数性加速，导致电池进入自加温的热失控状态，引起电池燃烧和爆炸。从电化学角度来看，电极反应必须涉及电子传输和离子传输。如果在电池内部建立一种温度感应机制，当电池温度过高时，这种机制能够及时响应并有效切断电子或离子传输，那么电池反应就会被关闭，从而避免电池大幅度升温，阻止其进入自加温的热失控状态。由于电池在温度达到140℃左右时，电解液开始分解，电池可能发生副反应，同时，在电池制作过程中，电池活性极片的烘干温度大多在85℃左右，所以如果在电池温度升至90-140℃时，可以切断离子传输，那么电池反应就会被关闭，从而避免电池大幅度升温，阻止其进入自加温的热失控状态。进一步的，该温度优选为100-130℃。目前，广泛使用的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）三层复合隔膜虽然具有热封闭功能，但决定其闭孔温度的PE层熔点（约135℃）与PP层熔点（约165℃）之间仅相差约30℃，在隔膜发生热封闭之后，热惯性作用极易使电池温度上升至PP的熔化温度，导致隔膜熔化，引起更为严重的电池内短路。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，聚丁二酸乙二醇酯（PBS）制成的高分子微球乳液作为涂层涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面上，当电池温度升高时，微球涂层熔融成膜迅速堵塞聚烯烃微孔膜的孔径，实现隔膜的热关断效应，切断锂离子传递通道，有效提高了锂电子电池的安全性。本专利技术的技术方案为：聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，具体包括有以下步骤：（1）、将乳化剂、分散剂用去离子水在60℃下磁力搅拌溶解，作为水相；其中，乳化剂和分散剂的质量比为0.1-0.4：0.1-0.4；（2）、将5-20g聚合物聚丁二酸乙二醇酯加入溶剂中磁力搅拌溶解，作为油相；所述的聚合物聚丁二酸乙二醇酯与步骤（1）中的乳化剂和分散剂的质量比为5-20：0.1-0.4：0.1-0.4；（3）、对水相进行高速剪切的同时，缓慢将油相滴入水相中，滴加完毕后继续剪切若干分钟；（4）、将剪切完后的混合液置于60℃水浴锅中磁力搅拌，挥发完溶剂后，得到聚丁二酸乙二醇酯微球乳液；（5）、将得到的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液与润湿剂、粘结剂混合后，得到高分子微球涂覆浆料；（6）、将得到的高分子微球涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面并烘干，即得锂电池隔膜。所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、吐温-80、曲拉通、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。所述的分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素硫酸酯钠、聚乙烯醇中的一种或多种的混合。所述的步骤（2）中的溶剂为三氯甲烷。所述的步骤（5）中的润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或月桂醇聚醚。所述的步骤（5）中的粘结剂为丙烯酸类聚合物乳液。所述的步骤（1）中乳化剂、分散剂和去离子水的含量比为0.1-0.4g：0.1-0.4g：300ml。所述的步骤（2）中聚合物聚丁二酸乙二醇酯和溶剂的含量比为5-20g：50ml。所述的步骤（3）中，通过高速剪切机在6000-10000r/min下对水相进行高速剪切的同时，缓慢将油相滴入水相中，滴加完毕后继续剪切2-4min。所述的步骤（5）中，聚丁二酸乙二醇酯微球乳液中聚丁二酸乙二醇酯、润湿剂和粘结剂的质量比为5-20：0.05-0.2：0.5-2。本专利技术的优点：本专利技术的PBS微球乳液涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面上后，PBS微球乳液形成有机高分子微球层，在电池正常使用时，有机高分子微球间的孔隙，保证了锂离子的有效传输，在电池内部温度升高并达到有机高分子微球的熔融温度时，有机高分子微球熔融成膜并堵塞聚烯烃基膜上的微孔，切断电池内锂离子传输，实现隔膜的热关断，阻止了电池内温度的进一步上升，大幅度提高了锂离子电池的安全性。附图说明图1是本专利技术实施例1中制备的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的扫描电镜图。图2是本专利技术实施例1中制备的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜与基膜的透气测试对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，具体包括有以下步骤：（1）、将0.1g吐温-80、0.4g聚乙烯醇（PVA）用300ml去离子水在60℃下磁力搅拌溶解，作为水相；（2）、将5g聚丁二酸乙二醇酯(PBS)加入50ml三氯甲烷中磁力搅拌溶解，作为油相；（3）、通过高速剪切机在6000r/min下对水相进行高速剪切的同时，用滴管缓慢将油相滴入水相中，滴加完毕后继续剪切2min；（4）、将剪切完后的混合液倒入烧杯中，并放置在60℃水浴锅中磁力搅拌，敞口挥发完溶剂后，得到PBS微球乳液；（5）、将得到的PBS微球乳液与0.05g聚醚硅氧烷共聚物、0.5g粘结剂混合后，得到高分子微球涂覆浆料；（6）、将得到的高分子微球涂覆浆料手工涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面并烘干，即得涂层厚度为1μm的锂电池隔膜。通过在聚烯烃微孔隔膜的表面涂覆一层热敏性微球乳液，使电池具有热关闭功能，扫描电镜如图1所示。工作温度下，附着在隔膜表面的聚丁二酸丁二醇酯微球间的孔隙，允许锂离子自由通过；一旦电池因短路、过充等导致其温度上升至危险高温时，微球层发生熔化、坍塌，在隔膜表面形成致密的聚合物层，从而切断电极两极之间的离子传输，中断电池反应。图2是制备的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜与基膜的透气测试对比图，从图中可知，制备的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜在不同工作温度下的透气性均更好。实施例2一种聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，具体包括有以下步骤：（1）、将0.2g十二烷基硫酸钠、0.4g本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：/n（1）、将乳化剂、分散剂用去离子水在60 ℃下磁力搅拌溶解，作为水相；其中，乳化剂和分散剂的质量比为0.1-0.4：0.1-0.4；/n（2）、将5-20g聚合物聚丁二酸乙二醇酯加入溶剂中磁力搅拌溶解，作为油相；所述的聚合物聚丁二酸乙二醇酯与步骤（1）中的乳化剂和分散剂的质量比为5-20：0.1-0.4：0.1-0.4；/n（3）、对水相进行高速剪切的同时，缓慢将油相滴入水相中，滴加完毕后继续剪切若干分钟；/n（4）、将剪切完后的混合液置于60 ℃水浴锅中磁力搅拌，挥发完溶剂后，得到聚丁二酸乙二醇酯微球乳液；/n（5）、将得到的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液与润湿剂、粘结剂混合后，得到高分子微球涂覆浆料；/n（6）、将得到的高分子微球涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面并烘干，即得锂电池隔膜。/n
【技术特征摘要】
1.聚丁二酸乙二醇酯微球乳液涂覆型锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
（1）、将乳化剂、分散剂用去离子水在60℃下磁力搅拌溶解，作为水相；其中，乳化剂和分散剂的质量比为0.1-0.4：0.1-0.4；
（2）、将5-20g聚合物聚丁二酸乙二醇酯加入溶剂中磁力搅拌溶解，作为油相；所述的聚合物聚丁二酸乙二醇酯与步骤（1）中的乳化剂和分散剂的质量比为5-20：0.1-0.4：0.1-0.4；
（3）、对水相进行高速剪切的同时，缓慢将油相滴入水相中，滴加完毕后继续剪切若干分钟；
（4）、将剪切完后的混合液置于60℃水浴锅中磁力搅拌，挥发完溶剂后，得到聚丁二酸乙二醇酯微球乳液；
（5）、将得到的聚丁二酸乙二醇酯微球乳液与润湿剂、粘结剂混合后，得到高分子微球涂覆浆料；
（6）、将得到的高分子微球涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜的表面并烘干，即得锂电池隔膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、吐温-80、曲拉通、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素硫酸酯钠、聚乙烯醇中...
【专利技术属性】
技术研发人员：李智，陈萌，高二平，
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
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