二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料制造技术

本申请涉及电池材料领域，具体而言，涉及一种二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料。电池隔膜的涂层含有粘合剂，粘合剂包括重均分子量为20万～60万的水溶性高分子聚合物，水溶性高分子聚合物含有第一结构单元和第二结构单元。由第一结构单元、第二结构单元构成的水溶性高分子聚合物刚性较强，加热后收缩率较小；其用于电池隔膜的涂层后，可以改善电池隔膜卷边；此外，该电池隔膜的耐热性能得到了有效改善，电池隔膜的热收缩率较小。该电池隔膜一面覆盖涂层或者两面覆盖涂层均具有较佳的耐热性能。较佳的耐热性能。

【技术实现步骤摘要】
二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料


[0001]本申请涉及电池材料领域，具体而言，涉及一种二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料。

技术介绍

[0002]隔膜作为二次电池(例如锂电池)的重要组成部分之一，是电池安全性的重要组成部分。锂离子电池隔膜的原材料为聚烯烃，为了改善聚烯烃隔膜收缩变形严重的问题，通常会在聚烯烃的表面上形成单面或双面无机陶瓷涂布膜。这在一定程度上可以改善聚烯烃隔膜收缩变形。但是，隔膜的耐热性是改善过程中需要考虑的重要因素。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料，其旨在改善电池隔膜的耐热性。
[0004]本申请提供一种电池隔膜，电池隔膜包括基膜和覆盖所述基膜的表面的涂层；
[0005]所述涂层含有粘合剂，所述粘合剂包括重均分子量为20万～60万的水溶性高分子聚合物，所述水溶性高分子聚合物含有第一结构单元和第二结构单元；
[0006]其中，形成所述第一结构单元的第一单体为具有一个极性基团和一个碳碳双键官能团的单体，且所述第一单体的均聚物的玻璃化转变温度≥90℃；
[0007]形成所述第二结构单元的第二单体为具有极性基团和至少两个碳碳双键官能团的单体。
[0008]由第一结构单元、第二结构单元构成的水溶性高分子聚合物分子链的刚性较强，加热固化后收缩率较小；其用于电池隔膜的涂层后，可以改善电池隔膜卷边；此外，该电池隔膜的耐热性能得到了有效改善，电池隔膜的热收缩率较小。该电池隔膜一面覆盖涂层或者两面覆盖涂层均具有较佳的耐热性能。
[0009]在本申请的一些实施例中，第一单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺以及苯乙烯中的至少一种。
[0010]在本申请的一些实施例中，第二单体包括N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和/或甲基丙烯酸丙烯酯。
[0011]在本申请的一些实施例中，水溶性高分子聚合物中：所述第一结构单元和所述第二结构单元的数量之比为(85
‑
95)：(5
‑
15)。
[0012]在本申请的一些实施例中，涂层仅覆盖所述基膜的一个表面；
[0013]可选地，所述涂层的厚度为2μm～4μm。
[0014]在本申请的一些实施例中，涂层还包括陶瓷颗粒和分散剂；所述陶瓷颗粒、所述粘合剂以及所述分散剂的重量比为(90～96)：(3～7)：(1～3)；
[0015]可选地，所述陶瓷颗粒包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆及勃姆石中的至少一种；
[0016]可选地，所述陶瓷颗粒的中位粒径为0.1μm～1μm，比表面积为2m2/g～50m2/g之间；
[0017]可选地，所述分散剂包括聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠及六偏磷酸钠中的至少一种。
[0018]在本申请的一些实施例中，基膜的材料包括聚乙烯和/或聚丙烯；
[0019]可选地，所述基膜的孔隙率为35％～60％；
[0020]可选地，所述基膜的厚度为5μm～25μm。
[0021]本申请还提供一种二次电池，二次电池包括正极极片、负极极片以及位于所述正极极片和所述负极极片之间的上述的电池隔膜。
[0022]本申请提供的二次电池具有上述电池隔膜的优点，其耐热性较好，具有较佳的电性能。
[0023]本申请还提供一种制备电池隔膜涂层的浆料，制备电池隔膜涂层的浆料包括陶瓷粒子、粘合剂、分散剂及溶剂；
[0024]所述粘合剂包括水溶性高分子聚合物，所述水溶性高分子聚合物含有第一结构单元和第二结构单元；
[0025]其中，形成所述第一结构单元的第一单体为具有一个极性基团和一个碳碳双键官能团的单体，且所述第一单体的均聚物的玻璃化转变温度≥90℃；
[0026]形成所述第二结构单元的第二单体为具有极性基团和至少两个碳碳双键官能团的单体。
具体实施方式
[0027]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]申请号为CN202011456668.9提供一种锂离子电池陶瓷涂布隔离膜，包括多孔基膜以及涂布在多孔基膜至少一面的涂布层，涂布层包括粘合剂、陶瓷粒子；其中，所述粘合剂包括第一单体单元和第二单体单元共聚形成的具有核壳结构的聚合物球形乳液粒子。
[0029]核壳结构的聚合物球形乳液粒子可以改善陶瓷层在干燥过程容易坍塌的问题，从而优化陶瓷涂布隔离膜翘边和卷曲的现象，但在高温下如150℃，其耐热收缩性能不佳。
[0030]因此，本申请致力于提高隔膜的耐热性能。
[0031]下面对本申请实施例的二次电池、电池隔膜以及制备电池隔膜涂层的浆料。
[0032]一种电池隔膜，电池隔膜包括基膜和覆盖基膜表面的涂层；
[0033]所述涂层含有粘合剂，所述粘合剂包括重均分子量为20万～60万的水溶性高分子聚合物，所述水溶性高分子聚合物含有第一结构单元和第二结构单元；
[0034]其中，形成所述第一结构单元的第一单体为具有一个极性基团和一个碳碳双键官能团的单体，且所述第一单体的均聚物的玻璃化转变温度≥90℃；
[0035]形成所述第二结构单元的第二单体为具有极性基团和至少两个碳碳双键官能团的单体。
[0036]专利技术人在研究过程中发现：涂层容易卷曲的原因在于，涂层中使用的水溶性粘合剂为长链高分子聚合物，在涂层干燥过程中，分子链有伸展状态转变为收缩的线团状，这就
导致了单面涂布膜的涂布面和非涂布面受力状态不同，从而导致单面涂布膜发生卷曲。
[0037]其中，水溶性粘合剂的分子链柔软性或刚性与涂布膜的卷曲程度息息相关。粘合剂分子链越柔软，涂布膜卷曲程度越严重；反之，粘合剂分子链刚性越强，分子链不易收缩卷曲，因此涂布膜卷曲变形程度也小。而水溶性粘合剂的分子链柔顺性与其玻璃化转变温度(Tg)和交联结构有关。聚合物共聚物的玻璃化转变温度与其单体均聚物的玻璃化转变温度相关。
[0038]在本申请中，选择合适高分子聚合物作为粘合剂，通过控制聚合物分子链的刚性以及玻璃化转变温度，从而达到改善或消除隔膜涂层卷曲的目的，此外，本申请提供的粘合剂也有利于提高隔膜的耐热性，从而提升涂层的耐高温性能。
[0039]电池隔膜包括基膜和覆盖基膜表面的涂层，在本申请中，涂层可以覆盖基膜的一个表面，或者，涂层也可以覆盖基膜相对的两个表面。
[0040]在本实施例中，涂层包括陶瓷颗粒、分散剂以及粘接剂。在本申请的一些实施例中，陶瓷颗粒、粘合剂以及分散剂的重量比为(90～96)：(3～7)：(1～3)；例如，陶瓷颗粒、粘合剂以及分散剂的质量比为90:3:1、90:4:3、90:5:2、90:7:2、9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜包括基膜和覆盖所述基膜的表面的涂层；所述涂层含有粘合剂，所述粘合剂包括重均分子量为20万～60万的水溶性高分子聚合物，所述水溶性高分子聚合物含有第一结构单元和第二结构单元；其中，形成所述第一结构单元的第一单体为具有一个极性基团和一个碳碳双键官能团的单体，且所述第一单体的均聚物的玻璃化转变温度≥90℃；形成所述第二结构单元的第二单体为具有极性基团和至少两个碳碳双键官能团的单体。2.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述第一单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺以及苯乙烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电池隔膜，其特征在于，所述第二单体中所述极性基团为酯基或酰胺；可选地，所述第二单体包括N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和/或甲基丙烯酸丙烯酯。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物中：所述第一结构单元和所述第二结构单元的数量之比为(85
‑
95)：(5
‑
15)。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述涂层仅覆盖所述基膜的一个表面。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电池隔膜，其特征在于，所述涂层的厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱长泉，鲁秀玲，苏晓明，金颖，杨小峰，何王涛，孙同睿，程跃，
申请(专利权)人：无锡恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：