一种溶胶涂层隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。本发明专利技术通过一种含有聚酰亚胺粘结剂和纳陶瓷粉的涂覆浆料对基膜进行改性，提高了电池隔膜的热稳定性、粘接性及离子电导率，有效防止电极与隔膜的错层，提高电池的安全性，适合广泛推广与使用。

【技术实现步骤摘要】
一种溶胶涂层隔膜及其制备方法
本专利技术涉及电池隔膜领域，具体是一种溶胶涂层隔膜及其制备方法。
技术介绍
电池隔膜为设置在电池负极和电池正极之间的一层隔膜材料，用于隔离电池的正极和负极，并阻碍电池内的电子通过，使得电解液中的离子在电池的正极和负极之间自由通过，电池隔膜的制备分为干法和湿法两种，其中湿法制备得到的隔膜，具有双向拉伸强度高，穿刺强度大的特点，正常的工艺流程不会造成穿孔，微孔尺寸比较小且分布均匀，力学性能和产品均一性更好，适合做高容量电池，湿法隔膜的高孔隙率和透气率使电池具有更高的能量密度和更好的充放电性能，可以满足动力电池的大电流充放电，在动力电池市场主要被国内知名锂电池厂商采用，但目前商业锂电池隔膜应用比较广泛的湿法隔膜其热稳定性较差，润湿性、孔隙率和电解液的吸收率等比较低，一般使用单一的粘结剂，粘结效果一般，在高温条件下性能差，容易发生电机与隔膜的错层，存在安全隐患，不足以满足动力电池使用的要求。因此，我们提出一种溶胶涂层隔膜及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述聚酰亚胺粘结剂与纳米陶瓷粉的重量比为(5：4)～(10：3)，所述辅助粘结剂与聚酰亚胺粘结剂/纳米陶瓷粉混合物的重量比为5～20％，所述辅助粘结剂与溶剂的重量比为4～30％，所述辅助粘结剂与乳化剂的重量比为2～10％。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述聚酰亚胺粘结剂为含氟聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰胺酰亚胺、降冰片烯二酸酐、以降冰片烯二酸酐为单体的单酯封端聚酰亚胺、以降冰片烯二酸酐为单体的乙炔封端聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺中的一种或多种。在上述技术方案中，聚酰亚胺粘结剂具有优秀的综合性能，能够在-200～+260℃温度范围内保持优良的力学性能和电绝缘性，可在此温度范围内长期使用，且具有较好的耐磨性、优良的耐热性、耐辐射性和较好的尺寸稳定性。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述辅助粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。在上述技术方案中，辅助粘结剂能够在纳米陶瓷粉进行制浆时确保其均匀性和安全性，且对涂覆浆料中的颗粒起到粘接性作用。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述乳化剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯中的一种或多种。在上述技术方案中，乳化剂能够改善涂覆浆料中各组分间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述溶剂为水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的一种或多种。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述纳米陶瓷粉为氧化铝、氧化硅、勃姆石、氧化钙、氧化镁中的一种或多种。在上述技术方案中，纳米陶瓷粉的颗粒之间会形成孔隙，使得所制的隔膜表面具备多孔结构，应用于电池中，电池中的电解液会对隔膜的多孔结构进行填充，为锂离子的流通提供便捷的路径。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述涂覆浆料还包括：聚丙烯蜡、聚对苯二甲酸乙二醇酯。在上述技术方案中，聚丙烯蜡的熔点和结晶度较高，韧性好，具有优秀的综合性能，聚对苯二甲酸乙二醇酯在其机械性能、热力学性能和电绝缘性能上均具有优异表现。一种溶胶涂层隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备涂覆浆料：取聚丙烯蜡、聚对苯二甲酸乙二醇酯进行改性，制得改性树脂；取聚酰亚胺粘结剂和纳米陶瓷粉，置于干混设备中进行混合，制得混合物A；取辅助粘结剂、乳化剂和溶剂，置于混料机中进行混合，制得混合物B；将混合物A与混合物B、改性树脂混合，制得涂覆浆料2)制备隔膜：取涂覆浆料涂覆至基膜表面，制得隔膜。作为本专利技术的一种优选实施方式，。1)制备涂覆浆料：取聚对苯二甲酸乙二醇酯，在40～60Pa真空度，80～120W功率条件下，等离子体处理180～230s，加入聚丙烯蜡混合均匀，置于加有二甲苯、二甲基甲酰胺混合溶液的反应釜中，其中二甲苯：二甲基甲酰胺的质量比为3：7，再加入过氧化苯甲酰和丙烯酰胺，于100～110℃保温反应30～45min，降温至65～75℃保温反应1～2h，再次升温至80～100℃保温1～2h，制得改性树脂；在上述技术方案中，对聚对苯二甲酸乙二醇酯进行等离子体处理，经过反应，在其表面引入大量极性基团、自由基等，提高聚对苯二甲酸乙二醇酯对丙烯酰胺的吸附能力，便于与其进行反应，通过对工艺及其参数的设置，使得聚丙烯蜡和聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙烯酸酯间的反应均匀、稳定，并促进聚丙烯蜡与聚对苯二甲酸乙二醇酯间的交联，提高所制电池隔膜的强度，改性树脂中含有大量羟基、羧基、胺基等基团，在与其他组分进行混合时，能够吸引纳米陶瓷粉，促进纳米陶瓷粉的均匀分散，加强纳米陶瓷粉与物料间的附着力，由于基团的极性，能够提高电池隔膜在电解液中的润湿性，提高隔膜的电化学性能，同时提高所制电池隔膜的耐热性能。取聚酰亚胺粘结剂和纳米陶瓷粉，置于干混设备中进行混合，搅拌10～60min，制得混合物A；取辅助粘结剂、乳化剂和溶剂，置于混料机中进行混合，搅拌1～5h，制得混合物B；将混合物A与混合物B混合，搅拌1～5h，制得涂覆浆料；2)制备隔膜：取基膜和涂覆浆料，并利用涂布机将涂覆浆料涂覆至基膜表面，涂膜厚度为2～6μm，制得隔膜。在上述技术方案中，通过各组分的添加方式使得纳米陶瓷粉在涂覆浆料中分散均匀，并保证涂覆浆料制备中的安全性，相比于常用的普通粘结剂，聚酰亚胺作为主要粘结剂在高温条件下的粘结性能及热稳定性能有较大提升，在添加纳米陶瓷粉等其他组分制得涂覆浆料，并涂覆于基膜表面上形成涂覆层后，紧密相连的纳米陶瓷粉之间会形成孔隙，使得电池隔膜表面具有多孔结构，应用于电池中，电池中的电解液会对隔膜的多孔结构进行填充，为锂离子的流通提供便捷的路径，且增加纳米陶瓷粉亦能显著提高隔膜的热稳定性、粘接性能及离子电导率等。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的溶胶涂层隔膜及其制备方法，通过一种含有聚酰亚胺粘结剂和纳陶瓷粉的涂覆浆料对基膜进行改性，提高了电池隔膜的热稳定性、粘接性及离子电导率，有效防止电极与隔膜的错层，提高电池的安全性。具体实施方式下面将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取聚对苯二甲酸乙二醇酯，在40Pa真空度，80W功率条件下，等离子体处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶胶涂层隔膜，包括基膜和涂覆膜，其特征在于：所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种溶胶涂层隔膜，包括基膜和涂覆膜，其特征在于：所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。


2.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述聚酰亚胺粘结剂与纳米陶瓷粉的重量比为(5：4)～(10：3)，所述辅助粘结剂与聚酰亚胺粘结剂/纳米陶瓷粉混合物的重量比为5～20％，所述辅助粘结剂与溶剂的重量比为4～30％，所述辅助粘结剂与乳化剂的重量比为2～10％。


3.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述聚酰亚胺粘结剂为含氟聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰胺酰亚胺、降冰片烯二酸酐、以降冰片烯二酸酐为单体的单酯封端聚酰亚胺、以降冰片烯二酸酐为单体的乙炔封端聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述辅助粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述乳化剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述溶剂为水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的一种或多种。


7.根据权利要求1所述的一种溶胶涂层隔膜，其特征在于：所述纳米陶瓷粉为氧化铝、氧化硅、勃姆石、氧化钙、氧化镁中的一种或多种。


8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓斌，姜蔚阳，黄乐飞，张安，朱丽娟，
申请(专利权)人：泰州衡川新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32