一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法，所述聚合物微球采用乳液聚合的方法，将单体与乳化剂加入到预乳化反应釜中，采用高速剪切分散乳化机进行预乳化分散，形成稳定的乳胶束，在引发剂的作用下，制备得到聚合物微球。制备的聚合物微球的粒径均一，溶胀率更低，还具备良好的粘结力，从而使隔膜与极片之间有更好的粘接性，增加了电解液吸收。此外本发明专利技术制备工艺简单，反应条件温和，对环境友好。环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池隔膜材料领域，特别涉及一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是近年来高速发展的一种新型高性能蓄能电池，具有电压高、比能量大、自放电小、放电平稳、存储时间长等优点。其应用范围涵盖了民用、国防、航空航天等领域。隔膜是用来将电池中的正负两极分隔开的一层多孔薄膜，只允许某些特定离子通过。在电池的结构中，隔膜是最为关键的材料之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环及安全性能。性能优异的隔膜对于提高电池的综合性能具有重要的作用。
[0003]在目前锂电池用隔膜的制造过程中，采用聚偏氟乙烯（PVDF）涂覆时，其电镜外观造孔较差，透气增值较高，隔膜的粘结力较小，进而导致隔膜吸液率低、保湿性差、锂离子传导效率低，影响电池寿命，限制了锂电池的发展；此外，PVDF存在生产过程中容易污染环境、价格昂贵、溶胀率较高等缺点。因此开发一种成本低廉、性能优异、工艺简单、环境友好的锂离子电池隔膜用聚合物微球代替PVDF 就成了亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种成本低廉、性能优异、工艺简单、环境友好的锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法。
[0005]实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种锂离子电池隔膜用聚合物微球，由以下重量百分比的组分聚合而成，各组分为：单体A
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20%单体B
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10%单体C
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0.1
‑
3%单体D
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0.1
‑
3%氧化类引发剂
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0.01
‑
0.2%还原类引发剂
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0.01
‑
0.2%乳化剂
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0.1
‑
5%水
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65
‑
90%其中，单体A选自双环戊二烯丙烯酸酯、双环癸烷丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基丙烯酸酯、双环戊二烯甲基丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基甲基丙烯酸酯、3,3,5
‑
三甲基环己基丙烯酸酯、4
‑
叔丁基环己基丙烯酸酯、3
‑
乙基
‑
3环氧丙基丙烯酸甲酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A二环氧甘油醚二丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）四氢呋喃丙烯酸酯及2
‑
苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯中的一种或几
种；单体B选自（甲基）丙烯酸十七烷基酯、（甲基）丙烯酸十六烷基酯、（甲基）丙烯酸十四烷基酯、（甲基）丙烯酸十三烷基酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸异壬酯、（甲基）丙烯酸异癸酯及（甲基）丙烯酸月桂酯中的一种或几种；单体C选自丙烯酸、甲基丙烯酸及衣康酸中的一种或几种;单体D选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈及甲基丙烯腈中的一种或几种;氧化类引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰及异丙苯过氧化氢中的一种；还原类引发剂选自维生素C、吊白块、亚硫酸氢钠、硫醇、酒石酸及焦亚硫酸钠中的一种；乳化剂选自脂肪酸聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基聚醚、乙烯甲基醚
‑
顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐水解物、异丁烯
‑
马来酸酐共聚物的钠盐水解物、苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物的钠盐水解物、乙烯
‑
马来酸酐共聚物的钠盐水解物、丙烯酸或甲基丙烯酸与苯乙烯、乙烯、乙烯醇、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰胺、异丁烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯腈共聚而得的共聚物、聚乙烯基苯磺酸、聚乙烯基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、辛基苯酚聚氧乙烯醚、吐温20、吐温60、吐温80、聚乙二醇辛基苯基醚X
‑
100、十六烷基三甲基溴化胺及珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。
[0006]所述聚合物微球的中位径D50为0.2
‑
10μm。
[0007]一种锂离子电池隔膜用聚合物微球的制备方法，该方法包括以下步骤：a、预乳化液的配制：将单体A、单体B、单体C、单体D、乳化剂、水的质量比例的30
‑
60%加入预乳化反应釜中，采用高速剪切分散乳化机进行预乳化分散，剪切速度为1000
‑
10000转速/分钟，剪切时间为5
‑
60min，得到预乳化液；b、氧化还原引发剂的配制：将氧化类引发剂、还原类引发剂分别溶解在水的质量比例的5
‑
15%中，配成氧化类引发剂和还原类引发剂；c、将剩余的水加入到反应釜中，机械搅拌，转速为10
‑
400转速/分钟，加热至50
‑
90℃，开始滴加氧化类引发剂、还原类引发剂和预乳化液，在1
‑
4h滴完，保温反应1
‑
4h，降温后得到共聚物，即为锂离子电池隔膜用聚合物微球，由以下重量百分比的组分聚合而成，其中：单体A
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20%单体B
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10%单体C
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3%单体D
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3%氧化类引发剂
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0.2%还原类引发剂
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0.2%乳化剂
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5%水
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‑
90%其中，单体A选自双环戊二烯丙烯酸酯、双环癸烷丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基丙烯酸酯、双环戊二烯甲基丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基甲基丙烯酸酯、3,3,5
‑
三甲基环己基
丙烯酸酯、4
‑
叔丁基环己基丙烯酸酯、3
‑
乙基
‑
3环氧丙基丙烯酸甲酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A二环氧甘油醚二丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）四氢呋喃丙烯酸酯及2
‑
苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种；单体B选自（甲基）丙烯酸十七烷基酯、（甲基）丙烯酸十六烷基酯、（甲基）丙烯酸十四烷基酯、（甲基）丙烯酸十三烷基酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸异壬酯、（甲基）丙烯酸异癸酯及（甲基）丙烯酸月桂酯中的一种或几种；单体C选自丙烯酸、甲基丙烯酸及衣康酸中的一种或几种;单体D选自丙烯酸甲酯、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜用聚合物微球，其特征在于由以下重量百分比的组分聚合而成，各组分为：单体A
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20%单体B
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10%单体C
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3%单体D
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3%氧化类引发剂
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0.2%还原类引发剂
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0.2%乳化剂
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5%水
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90%其中，单体A选自双环戊二烯丙烯酸酯、双环癸烷丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基丙烯酸酯、双环戊二烯甲基丙烯酸酯、双环戊二烯乙氧基甲基丙烯酸酯、3,3,5
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三甲基环己基丙烯酸酯、4
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叔丁基环己基丙烯酸酯、3
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乙基
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3环氧丙基丙烯酸甲酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A二环氧甘油醚二丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）四氢呋喃丙烯酸酯及2
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苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种；单体B选自（甲基）丙烯酸十七烷基酯、（甲基）丙烯酸十六烷基酯、（甲基）丙烯酸十四烷基酯、（甲基）丙烯酸十三烷基酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸异壬酯、（甲基）丙烯酸异癸酯及（甲基）丙烯酸月桂酯中的一种或几种；单体C选自丙烯酸、甲基丙烯酸及衣康酸中的一种或几种;单体D选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈及甲基丙烯腈中的一种或几种;氧化类引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰及异丙苯过氧化氢中的一种；还原类引发剂选自维生素C、吊白块、亚硫酸氢钠、硫醇、酒石酸及焦亚硫酸钠中的一种；乳化剂选自脂肪酸聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基聚醚、乙烯甲基醚
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顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐水解物、异丁烯
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马来酸酐共聚物的钠盐水解物、苯乙烯
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马来酸酐共聚物的钠盐水解物、乙烯
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马来酸酐共聚物的钠盐水解物、丙烯酸或甲基丙烯酸与苯乙烯、乙烯、乙烯醇、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰胺、异丁烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯腈共聚而得的共聚物、聚乙烯基苯磺酸、聚乙烯基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、辛基苯酚聚氧乙烯醚、吐温20、吐温60、吐温80、聚乙二醇辛基苯基醚X
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100、十六烷基三甲基溴化胺及珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。2.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜用聚合物微球，其特征在于所述聚合物微球的中位径D50为0.2
‑
10μm。3.一种锂离子电池隔膜用聚合物微球的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a、预乳化液的配制：将单体A、单体B、单体C、单体D、乳化剂及水的质量比例的30
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60%加入预乳化反应釜中，采用高速剪切分散乳化机进行预乳化分散，剪切速度为1000
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10000转速/分钟，剪切时间为5
‑
60min，得到预乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，徐健，刘显力，
申请(专利权)人：瑞固新能上海材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：