高耐热涂层浆料、锂电池用耐高温隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐热涂层浆料、锂电池用耐高温隔膜及其制备方法，高耐热涂层浆料的制备方法包括以下步骤：将第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀，砂磨，得到混合液；将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合均匀，得到所述高耐热涂层浆料，制备锂电池用耐高温隔膜的方法为：将所述高耐热涂层浆料涂覆在聚烯烃基膜的双面或一面，干燥，得到锂电池用耐高温隔膜。本发明专利技术通过引入聚苯并咪唑，聚苯并咪唑结合本发明专利技术的造孔剂、混合液和第二溶剂，协同实现提高隔膜的耐高温性，进而提高锂电池安全性。

【技术实现步骤摘要】
高耐热涂层浆料、锂电池用耐高温隔膜及其制备方法
本专利技术属于电池隔膜
，具体来说涉及一种高耐热涂层浆料、锂电池用耐高温隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有功率密度高、自放电率低、无记忆效应和放电电压稳定等优点，已逐步替代传统铅酸蓄电池和镍镉蓄电池，成为二次电池的主要选择。锂离子电池的组成结构包括正极、负极、电解质、隔膜、外壳五大部分。隔膜是锂离子电池的关键部件，是电池容量、循环能力和安全性能的重要决定因素。动力电池在大功率输出性能和安全性方面的需求对锂电池提出了重大挑战。隔膜性能决定着电池的界面结构、电池内阻，进而影响着容量、循环性能、充放电电流密度等电池的关键性能。在大功率放电过程中，电池局部温度达到100℃左右就可以引起负极固体电解质界面保护膜分解并释放热量，使电池进一步升温，引发有机电解液等物质的分解和隔膜的融化，导致正负极直接反应甚至爆炸。电池使用过程中遭受穿刺或撞击也可导致电池电压瞬时下降。电流剧增产生巨大的热量导致温度迅速升高，使电池隔膜经受高温状态。因此，动力锂电池的安全运行需要隔膜具有更好的热尺寸稳定性、优异的界面性能和热化学稳定性。聚烯烃材质的微孔薄膜因具有较低的生产成本、优异的化学、电化学稳定性以及合适的孔结构等特点，而成为当前隔膜市场的主导产品。无论聚乙烯、聚丙烯还是其它热塑性高分子材料，在接近熔点时材料均会因熔化而收缩变形，给电池的安全性带来潜在的隐患。无机物如氧化铝、氧化锆等在100～300℃的范围内非常稳定，且它们的微/纳米材料已经市场化。在聚烯烃隔膜表面覆盖一层无机涂层，在电池充放电过程中，即使有机底膜发生熔化，无机涂层仍然能够保持隔膜的完整性，防止大面积正/负极短路现象的出现，为解决大功率的电池安全性提供了一个可行的解决方案，目前,无机涂层复合隔膜130℃*1小时热收缩可达到3％～15％，但150℃*1小时热收缩≥30％，远不能满足动力电池对于隔膜热稳定性的要求。
技术实现思路
为了解决隔膜热收缩严重的特性，本专利技术的目的在于提供一种高耐热涂层浆料的制备方法。本专利技术的另一目的是提供上述制备方法获得的高耐热涂层浆料。本专利技术的另一目的是提供制备锂电池用耐高温隔膜的方法。本专利技术的另一目的是提供上述方法获得的锂电池用耐高温隔膜。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种高耐热涂层浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀，砂磨，得到混合液，其中，按质量百分比计，所述混合液中无机陶瓷材料为20～70wt％，余量为第一溶剂；在所述步骤1)中，通过搅拌20～60分钟使所述第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀。在所述步骤1)中，砂磨的时间为10～40分钟。在所述步骤1)中，所述无机陶瓷材料为氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、氧化硅或硫酸钡，所述第一溶剂为乙醇、异丙醇或二氯甲烷。2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合均匀，得到所述高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，所述聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为(7～40)：(30～80)：(15～40)：(5～30)。在所述步骤2)中，所述第二溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAC)。在所述步骤2)中，通过搅拌使聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合均匀，搅拌的时间为30～90分钟。在所述步骤2)中，所述造孔剂为磷酸三乙酯或碳酸二甲酯。上述制备方法获得的高耐热涂层浆料。一种制备锂电池用耐高温隔膜的方法，将所述高耐热涂层浆料涂覆在聚烯烃基膜的双面或一面，干燥，得到锂电池用耐高温隔膜。在上述技术方案中，所述涂覆为辊涂。在上述技术方案中，涂覆的厚度为1～8微米。在上述技术方案中，干燥的温度为40～90℃，时间为10～40s。上述方法获得的锂电池用耐高温隔膜。本专利技术通过引入聚苯并咪唑，聚苯并咪唑结合本专利技术的造孔剂、混合液和第二溶剂，协同实现提高隔膜的耐高温性，进而提高锂电池安全性。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。苯并咪唑采购于南丰恩新材料科技有限公司搅拌机为双行星动力混合机，型号：HY-DLH43L，生产厂家：广州红尚机械科技有限公司砂磨设备为全陶瓷纳米研磨机，型号：PT-5L，生产厂家为东莞市品诺机械设备有限公司实施例1一种高耐热涂层浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合，搅拌20分钟至混合均匀，砂磨20分钟，得到混合液，其中，按质量百分比计，混合液中无机陶瓷材料为30wt％，余量为第一溶剂，无机陶瓷材料为氧化铝，第一溶剂为乙醇；2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合，搅拌40分钟至均匀，得到高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为9：30：17：7，第二溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，造孔剂为磷酸三乙酯。一种制备锂电池用耐高温隔膜的方法，将本实施例制备所得高耐热涂层浆料以辊涂方式涂覆在聚烯烃基膜的一面，涂覆的厚度为2微米，50℃干燥15s，得到锂电池用耐高温隔膜，其中，聚烯烃基膜采用聚乙烯膜。实施例2一种高耐热涂层浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合，搅拌20分钟至混合均匀，砂磨25分钟，得到混合液，其中，按质量百分比计，混合液中无机陶瓷材料为50wt％，余量为第一溶剂，无机陶瓷材料为勃姆石，第一溶剂为异丙醇；2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合，搅拌40分钟至均匀，得到高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为22：41：21：13，第二溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)，造孔剂为碳酸二甲酯。一种制备锂电池用耐高温隔膜的方法，将本实施例制备所得高耐热涂层浆料以辊涂方式涂覆在聚烯烃基膜的一面，涂覆的厚度为3微米，60℃干燥10s，得到锂电池用耐高温隔膜，其中，聚烯烃基膜采用聚乙烯膜。实施例3一种高耐热涂层浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合，搅拌30分钟至混合均匀，砂磨25分钟，得到混合液，其中，按质量百分比计，混合液中无机陶瓷材料为60wt％，余量为第一溶剂，无机陶瓷材料为氢氧化镁，第一溶剂为二氯甲烷；2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合，搅拌50分钟至均匀，得到高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为33：45：23：21，第二溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)，造孔剂为碳酸二甲酯。一种制备锂电池用耐高温隔膜的方法，将本实施例制备所得高耐热涂层浆料以辊涂方式涂覆在聚烯烃基膜的双面，每侧的涂覆的厚度为2微米，50℃干燥15s，得到锂电池用耐高温隔膜，其中，聚烯烃基膜采用聚丙烯膜。对实施例1～3所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐热涂层浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀，砂磨，得到混合液，其中，按质量百分比计，所述混合液中无机陶瓷材料为20～70wt％，余量为第一溶剂；/n2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合均匀，得到所述高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，所述聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为(7～40)：(30～80)：(15～40)：(5～30)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐热涂层浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀，砂磨，得到混合液，其中，按质量百分比计，所述混合液中无机陶瓷材料为20～70wt％，余量为第一溶剂；
2)将聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂混合均匀，得到所述高耐热涂层浆料，其中，按质量份数计，所述聚苯并咪唑、造孔剂、混合液和第二溶剂的比为(7～40)：(30～80)：(15～40)：(5～30)。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，通过搅拌20～60分钟使所述第一溶剂与无机陶瓷材料混合均匀，砂磨的时间为10～40分钟。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述无机陶瓷材料为氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、氧化硅或硫酸钡，所述第一溶剂为乙醇、异丙醇或二氯甲烷；
在所述步骤2)中，所述第二溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海朝，徐锋，苏柳，苏碧海，郗腾，李腾，
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