网状复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种网状膜复合材料和制造该网状膜复合材料的方法，该网状膜复合材料适合作为电化学电池中的分隔件、作为吸音膜或作为高效过滤介质。网状膜复合材料是通过浇铸和干燥表现出高屈服应力(即大于50达因/cm2)的浆料来生产的，并且包含溶解在溶剂中的高MW树脂(即在室温下，在NMP或水中5％时溶液粘度高于100cp)和具有高比表面积(即大于10m2/g)的分散纳米颗粒，该分散纳米颗粒例如是气相氧化铝或气相二氧化硅或气相氧化锆或它们的混合物。该网状膜复合材料表现出优异的循环性能和高离子传导率，孔隙率高达80％，同时在高温(高达140℃)下保持高尺寸稳定性(即收缩率小于10％)。可以以两个单独的工艺步骤将网状复合分隔件涂层与电极涂层组合使用，或者通过电极和分隔件的同时多层浇铸而在一步工艺中实现该组合使用，由此制造锂离子电池。由此制造锂离子电池。由此制造锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】网状复合材料
专利

[0001]本专利技术公开了一种网状(多孔、开放基质结构)膜复合材料的制造方法，该网状膜复合材料适合作为电化学装置中的分隔件、作为吸音涂层或作为高效过滤介质。
[0002]专利技术背景
[0003]锂电池，包括锂金属电池、锂离子电池、锂聚合物电池和锂离子聚合物电池在过去的二十年里取得了巨大的进步，现在正在推动对手机、笔记本电脑和电动工具的需求，更重要的是推动对全球汽车电气化的需求。然而，这种电池的安全方面越来越受到关注，因为它可能导致火灾和爆炸性破坏。
[0004]当前的锂离子电池通常使用基于聚烯烃的分隔件，其未涂覆或涂覆有氧化铝或陶瓷颗粒，以提高热稳定性并防止阴极和阳极之间的短路。基于聚烯烃的分隔件是多孔的并且是电子绝缘体。此外，因为这种基于聚烯烃的分隔件不能很好地粘附在电极上并且具有140℃或更低的熔点，当电池的温度因内部和/或外部因素升高时，它们可能会收缩熔化，并且可能短路。短路可能导致事故，例如因电能的释放而导致的电池爆炸或起火。此外，聚烯烃分隔件在高于4.25V时容易氧化，从而缩短电池的日历寿命。因此，需要提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种网状多孔涂层或膜，其包含a)树脂和b)纳米颗粒，其中，网状涂层或膜具有开放的多孔结构，其中多孔结构具有10％至80％的开孔，其中树脂的溶液粘度为约100cp至10,000cp，优选100cp至5000cp(在NMP中5重量％，或对于水溶液聚合物，在水中2％，在室温下)，其中纳米颗粒是非电子传导性的并且具有1至1000m2/g的表面积。2.如权利要求1所述的网状涂层或膜，其中，平均孔径小于500nm，优选小于100nm，更优选小于50nm。3.如权利要求1或2所述的网状涂层或膜，其中，所述树脂选自下组：聚偏二氟乙烯(PVDF)，PVDF
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共聚物，聚乙烯
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四氟乙烯(PETFE)，聚氟乙烯(PVF)，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚乙烯醇(PVOH)，聚酯，聚酰胺，聚丙烯腈，聚丙烯酰胺，羧甲基纤维素CMC，聚丙烯酸(PAA)，聚甲基丙烯酸，以及它们的共聚物和它们的组合。4.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述树脂包括聚偏二氟乙烯聚合物。5.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述树脂包括聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯聚合物。6.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述树脂包括羧甲基纤维素聚合物。7.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述树脂包括聚丙烯酸和/或聚甲基丙烯酸聚合物。8.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述纳米颗粒选自下组：氧化铝、氧化锆、二氧化硅、BaTiO3、CaO、ZnO、勃姆石、TiO2、SiC、ZrO2、硅酸硼、BaSO4、纳米粘土或它们的混合物。9.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述纳米颗粒选自以下的短切纤维：芳族聚酰胺填料和纤维、聚醚醚酮纤维、聚醚酮酮纤维、PTFE纤维、碳纳米管以及它们的混合物。10.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，所述纳米颗粒包括气相氧化铝或气相二氧化硅或它们的组合。11.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，聚合物与纳米颗粒的重量百分比之比为80:20至10:90，优选为70:30至20:80。12.如权利要求11所述的网状涂层或膜，其中，纳米颗粒的表面积为1至700m2/g，更优选为1至600m2/g。13.如权利要求1至2中任一项所述的网状涂层或膜，其中，涂层的厚度为0.05至100微米，优选0.05至50微米，更优选2至20微米。14.如权利要求12所述的网状涂层或膜，其中，纳米颗粒尺寸小于500nm，优选小于200纳米。15.一种制备网状涂层或膜的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供溶解在溶剂中的树脂，其中聚合物的溶液粘度为约100cp至10000cp，优选100cp至5000cp(在NMP中5重量％，或对于水溶性聚合物，在水中2重量％，在室温下)，b)提供纳米颗粒，其中纳米颗粒的表面积为1至1000m2/g，
c)将树脂溶液和纳米颗粒组合以产生浆料，其中聚合物的重量百分比与纳米颗粒的重量百分比的比值为80:20至5:95，d)浇铸浆料以在基材上形成涂层或膜，e)干燥形成的涂层或膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：