一种导离子功能树脂及包含该导离子功能树脂的锂电池隔膜制造技术

本发明专利技术属于电池技术领域，尤其涉及一种聚合物导离子功能树脂及其制备方法与该聚合物导离子功能树脂凃敷的锂电池隔膜，其中所述聚合物导离子功能树脂具有核壳结构，该核壳结构包括核部及包裹在所述核部外表面的壳部，所述核的结晶度比外壳层的结晶度大于20％以上。将该聚合物导离子树脂制备的浆料凃敷在多孔基底的一面或两面制成隔膜，核壳之间的空隙可以为有机溶剂和小分子化合物提供通道，使得隔膜有更高的吸液率；该壳层结构低的结晶度可以使隔膜在低的热压温度下就可以与极片或电极贴合在一起，为充放电过程中锂离子快速通过提供了保障；同时该聚合物导离子树脂核结构的高的结晶度可以使涂布层在外力作用下不易变形从而保持结构的完整性。而保持结构的完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种导离子功能树脂及包含该导离子功能树脂的锂电池隔膜


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种聚合物导离子树脂的合成以及包含该导离子树脂的锂电池隔膜的制备方法。

技术介绍

[0002]无人机、电动工具、电动汽车、智能医疗设备、机器人等产业的高速增长，对具有快充快放特性的储能器件的需求日益迫切，充放电倍率性能与循环性能成为锂离子电池的关键性能指标。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，其主要作用是分隔电池的正、负极，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能，而隔膜与极片或电极的贴合或粘结不好，可能导致锂离子通过受阻，进而会影响充放电过程顺利进行，甚至导致表面析锂现象的产生，从而降低电池的倍率性能与循环性能。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种核壳结构型的聚合物导离子树脂，以及该聚合物导离子功能树脂凃敷的锂电池隔膜，核壳型聚合物微球是内部含有核以及由包裹在核表面的壳层组成的特殊微球材料，相比于完全实心的聚合物微球，核壳结构的微球可以综合两种聚合物的功能，从而使隔膜获得更优异的性能，能紧密得与极片或电极贴合再一起，同时拥有更高的电解液吸液率。
[0004]具体的，壳核型树脂的制备至少包括以下步骤：
[0005]步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应釜中加入乳化剂和去离子水，升温至反应温度，加入引发剂，通氮气20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段。<br/>[0006]步骤2：将壳层单体、所需量的乳化剂、所需量的引发剂、所需量的去离子水加入到步骤1得到的核层中，升温至反应温度，搅拌反应4h，取出破乳、水洗、干燥，得到核壳结构型聚合物导离子功能树脂。
[0007]优选的，所述核壳结构核为聚甲基丙烯酸甲酯，外部壳层为聚(异戊二烯
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co
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苯乙烯)、三甲基硅烷基丙烯酸树脂、聚丙烯正丁酯、聚丁二烯和聚甲基硅氧烷中的任意一种。
[0008]优选的，所述核壳结构的聚合物导离子树脂的制备原料，以重量分数计，核层单体50～70份，壳层单体15～25份，乳化剂0.1～2份，引发剂0.1～1份，去离子水100～300份。
[0009]优选的，所述乳化剂选自：十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠中的任意一种或几种的混合。
[0010]优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸钠中的任意一种或几种的混合。
[0011]优选的，所述的反应温度为30℃～90℃。
[0012]优选的，所述核壳结构的聚合物导离子树脂的颗粒粒径为50nm～500nm。
[0013]进一步的，以所合成的聚合物导离子树脂涂覆在多孔基底的一面或两面制备锂电
池隔膜。
[0014]优选的，所述多孔基底材料为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、高密度聚乙烯、聚丙烯腈、粘胶纤维中的一种或几种。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本案先整体制得壳核型树脂，且所述核的结晶度比外壳层的结晶度大于20％以上，再将核壳型树脂复合多孔基膜制得隔膜，微观层面看整个树脂结构为壳核型聚合物构成；单面或多面涂覆该树脂层的隔膜，核壳之间的空隙可以为电解液中的有机溶剂和小分子化合物提供通道，使得隔膜有更高的润湿性与吸液率；由于壳层物质结晶度低，使隔膜在低的热压温度下就可以与极片粘接在一起，极片与隔膜贴合紧密，从而使锂离子更容易通过隔膜完成充放电过程，同时该聚合物导离子树脂核结构的高的结晶度使隔膜能适应更高的拉伸强度，可以使涂布层在外力作用下不易变形从而保持极芯结构的完整性。
具体实施方式
[0017]下面对本申请实施例的电池隔膜及其制备方法、聚合物导离子功能树脂的制备方法进行具体说明。
[0018]以下实施例中每重量份为1g。
[0019]实施例1
[0020]步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应釜中加入20份的十二烷基硫酸钠和1000份去离子水，在30℃下搅拌，加入10份过硫酸钾，通氮气20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加500份单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段。
[0021]步骤2：将200份的聚(异戊二烯
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苯乙烯)、10份的十二烷基硫酸钠、10份的过硫酸钾、1500份的去离子水加入到步骤1得到的核层中，升温至80℃，搅拌反应4h，取出破乳、水洗、干燥，得到核壳结构型聚合物导离子功能树脂。
[0022]采用厚度为12μm的聚乙烯单层多孔基膜上双面设置厚度为2μm连续的聚合物导离子功能树脂功能层制备锂电池隔膜。
[0023]实施例2
[0024]步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应釜中加入15份的十四烷基硫酸钠和1500份去离子水，在30℃下搅拌，加入10份过硫酸钠，通氮气20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加600份单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段。
[0025]步骤2：将300份的三甲基硅烷基丙烯酸树脂、20份的十四烷基硫酸钠、15份的过硫酸钠、2000份的去离子水加入到步骤1得到的核层中，升温至90℃，搅拌反应4h，取出破乳、水洗、干燥，得到核壳结构型聚合物导离子功能树脂。
[0026]采用厚度为12μm的聚乙烯单层多孔基膜上双面设置厚度为2μm连续的聚合物导离子功能树脂功能层制备锂电池隔膜。
[0027]实施例3
[0028]步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应釜中加入20份的十六烷基硫酸钠和1500份去离子水，在40℃下搅拌，加入15份亚硫酸钠，通氮气
20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加5000份单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段。
[0029]步骤2：将300份的聚丙烯正丁酯、20份的十六烷基硫酸钠、15份的亚硫酸钠、2000份的去离子水加入到步骤1得到的核层中，升温至85℃，搅拌反应4h，取出破乳、水洗、干燥，得到核壳结构型聚合物导离子功能树脂。
[0030]采用厚度为12μm的聚乙烯单层多孔基膜上双面设置厚度为2μm连续的聚合物导离子功能树脂功能层制备锂电池隔膜。
[0031]实施例4
[0032]步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应釜中加入25份的十八烷基硫酸钠和1000份去离子水，在40℃下搅拌，加入20份亚硫酸钠，通氮气20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加6000份单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段。
[0033]步骤2：将300份的聚丁二烯、20份的十八烷基硫酸钠、15份的亚硫酸钠、2000份的去离子水加入到步骤1得到的核层中，升温至90℃，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用聚合物导离子功能树脂复合隔膜，其特征在于，所述隔膜由多孔基底上单面或双面涂覆聚合物导离子功能树脂制得，所述聚合物导离子功能树脂具有核壳结构，该核壳结构包括核部以及包裹在所述核部外表面的壳层，所述核的结晶度比外壳层的结晶度大20％以上。2.如权利要求1所述的一种锂电池用聚合物导离子功能树脂复合隔膜，其特征在于，所述核壳结构的聚合物导离子树脂的颗粒粒径为50nm～500nm。3.如权利要求1所述的一种锂电池用聚合物导离子功能树脂复合隔膜，其特征在于所述聚合物导离子功能树脂制备过程至少包括以下步骤：步骤1：在装有温度计、磁力搅拌、回流冷凝装置以及恒压滴液漏斗的反应器中加入乳化剂和去离子水，升温至反应温度，加入引发剂，通氮气20min，恒压滴液漏斗缓慢滴加单体甲基丙烯酸甲酯，滴加完毕后继续反应2h完成核聚合的阶段；步骤2：将壳层单体、所需量的乳化剂、所需量的引发剂、所需量的去离子水加入到步骤1得到的产物中，升温至反应温度，搅拌反应4h，取出破乳、水洗、干燥，得到核壳结构型聚合物导离子功能树脂。4.如权利要求3所述的一种锂电池用聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，王中奇，陈永乐，廖晨博，孙敏强，胡君，单华靖，冶成良，程跃，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：