一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及隔膜技术领域，具体涉及一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜及其制备方法。该复合涂覆隔膜包括由下至上依次设置的聚合物多孔膜、陶瓷涂层和粘结层，粘结层具有多个微球，多个微球设置于陶瓷涂层上端，其制备方法包括如下步骤：制备陶瓷浆料；制备高粘结聚合物浆料；形成陶瓷涂层；将高粘结聚合物浆料涂覆于陶瓷涂层两侧，固化并干燥得到复合涂覆隔膜。该复合涂覆隔膜在满足锂离子电池隔膜其他性能的前提下，可有效提高隔膜与极片的粘结性，低温快速粘接优势明显，极大提高锂离子电池使用时的稳定性和安全性能，该制备方法便于控制，生产效率高，利于工业化大生产。利于工业化大生产。利于工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及隔膜
，具体涉及一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，锂离子电池已经在工业生产和人们日常生活中得到了广泛的使用。目前市场的锂离子电池隔膜主要产品有水性偏氟乙烯聚合物涂覆隔膜和油性偏氟乙烯聚合物混涂隔膜。水性偏氟乙烯聚合物涂膜一定程度上提高了涂膜与极片间的粘结力，但效果不显著且容易掉粉。油性偏氟乙烯聚合物混涂隔膜与极片间的粘结性能较好，但3C及以上锂离子电池快速充电性能的需求并不能完全满足。而随着锂离子电池行业的快速发展，锂离子电池也对锂离子电池隔膜的要求也越来越高，但现有的隔膜与极片的粘结力并不能完全满足锂离子电池快发展的需求。因此需要研制出更高粘结性的锂离子电池隔膜，最大限度的减少由于热冲击或其他因素引起的变形和电池发软，提高锂离子电池使用时的稳定性和安全性能。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，该高粘结性聚合物复合涂覆隔膜在满足锂离子电池隔膜其他性能的前提下，可有效提高隔膜与极片的粘结性，从而提高锂离子电池使用时的稳定性和安全性能。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜的制备方法，该制备方法便于控制，生产效率高，制得的产品质量稳定，可提高锂离子电池使用时的稳定性和安全性能，利于工业化大生产。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，包括由下至上依次设置的聚合物多孔膜、陶瓷涂层和粘结层，所述粘结层具有多个微球。
[0006]本专利技术的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜通过设置聚合物多孔膜和粘结层，粘结层由油性工艺形成网状多孔结构，并增加微球作为支点，在热压时粘结层受力更集中，从而增加粘结层与极片接触面积，显著提升隔膜与极片的粘结性。高粘结性聚合物复合涂覆隔膜在满足锂离子电池隔膜其他性能的前提下，可有效提高隔膜与极片的粘结性，从而提高锂离子电池使用时的稳定性和安全性能。
[0007]进一步的，所述聚合物多孔膜为聚烯烃多孔膜。所述聚合物多孔膜的厚度为3
‑
20μm。所述陶瓷涂层的厚度为0.5
‑
4μm。
[0008]进一步的，所述粘结层为聚偏氟乙烯粘结层、间位芳纶粘结层或微球形成的粘结层中的一种或多种。所述粘结层的厚度为0.5
‑
3μm。
[0009]进一步的，所述复合涂覆隔膜的厚度为4.5
‑
30μm。本专利技术通过控制复合涂覆隔膜的厚度，使得高粘结性聚合物复合涂覆隔膜在满足锂离子电池隔膜其他性能的前提下，可
有效提高隔膜与极片的粘结性。
[0010]进一步的，所述陶瓷涂层由陶瓷浆料制成，所述陶瓷浆料包括如下重量份的原料：第一陶瓷微粒75
‑
85份、分散剂0.5
‑
3份、去离子水120
‑
150份、增稠剂3
‑
5份、粘结剂12
‑
18份。
[0011]进一步的，所述粘结剂为聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸聚合物或丙烯腈聚合物中的至少一种。
[0012]进一步的，所述第一陶瓷微粒为氧化铝、氧化硅、氧化钛、勃姆石、氢氧化镁或氢氧化铝中的至少一种，所述第一陶瓷微粒的粒径范围0.01
‑
2μm。
[0013]进一步的，所述分散剂为聚丙烯酸盐、聚乙二醇醚、磷酸盐类化合物中的至少一种。
[0014]进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或甲基纤维素中的至少一种。
[0015]本专利技术以聚烯烃多孔膜为基膜，在聚烯烃多孔膜表面涂覆陶瓷涂层，使制得的高粘结性复合涂覆隔膜具有耐热性好，内阻低的优点。通过采用上述原料制得陶瓷涂层，所述陶瓷涂层位于粘结层及聚合物多孔膜之间，可保证隔膜的热收缩性能。
[0016]进一步的，所述粘结层由高粘结聚合物浆料制成，所述高粘结聚合物浆料包括如下重量份的原料：聚合物颗粒为1
‑
30份、第二陶瓷微粒1
‑
70份、溶剂60
‑
100份。
[0017]进一步的，所述聚合物颗粒包括主体聚合物粉末和微球；所述主体聚合物粉末为聚偏氟乙烯粉末、间位芳纶粉末中的至少一种或多种；所述微球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸正丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸烷基酯一种或多种。
[0018]进一步的，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯或丙酮中的至少一种。
[0019]进一步的，所述第一陶瓷微粒为氧化铝、氧化硅、氧化钛、勃姆石、氢氧化镁或氢氧化铝中的至少一种，所述第一陶瓷微粒的粒径范围0.01
‑
2μm。
[0020]进一步的，所述粘结层由高粘结聚合物浆料制成，所述高粘结聚合物浆料包括第二陶瓷微粒、主体聚合物粉末、微球和溶剂，所述第二陶瓷微粒、主体聚合物粉末以及微球与溶剂的质量体积比分别为50
‑
70g/mL、10
‑
50g/mL、0.4
‑
2g/mL。更进一步的，所述微球的粒径为0.1
‑
10μm。
[0021]本专利技术的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜通过将第二陶瓷微粒、主体聚合物粉末、微球和溶剂相配合，制得粘结层，由油性工艺形成网状多孔结构，并增加粒径为0.1
‑
10μm微球作为支点，在热压时粘结层受力更集中，从而增加粘结层与极片接触面积，显著提升隔膜与极片的粘结性。
[0022]本专利技术还提供上述高粘结性聚合物复合涂覆隔膜的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)将第一陶瓷微粒、分散剂、去离子水、增稠剂与粘结剂混合均匀后得到陶瓷浆料；
[0024](2)将聚合物颗粒、第二陶瓷微粒和溶剂混合均匀得到高粘结聚合物浆料；
[0025](3)将陶瓷浆料涂布于聚合物多孔膜的至少一个表面上并干燥形成陶瓷涂层；
[0026](4)将高粘结聚合物浆料涂覆于陶瓷涂层的两侧，固化并干燥得到高粘结聚合物
复合涂覆隔膜；
[0027]其中，所述步骤(2)可与步骤(1)或(3)同时进行，或者与步骤(1)或(3)调换前后顺序。
[0028]进一步的，所述步骤(1)中，所述陶瓷浆料的制备方法包括如下步骤：按比例称取各原料，将第一陶瓷微粒、分散剂和去离子水混合后，在温度为20
‑
30℃，搅拌转速为400
‑
600rpm/min条件下搅拌10
‑
30min，然后加入增稠剂和粘结剂，在温度为20
‑
30℃，搅拌转速为1300
‑
1800rpm/min条件下搅拌60...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：包括由下至上依次设置的聚合物多孔膜、陶瓷涂层和粘结层，所述粘结层具有多个微球。2.根据权利要求1所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：所述陶瓷涂层由陶瓷浆料制成，所述陶瓷浆料包括如下重量份的原料：第一陶瓷微粒75
‑
85份、分散剂0.5
‑
3份、去离子水120
‑
150份、增稠剂3
‑
5份、粘结剂12
‑
18份。3.根据权利要求1所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：所述粘结剂为聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸聚合物或丙烯腈聚合物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：所述粘结层由高粘结聚合物浆料制成，所述高粘结聚合物浆料包括如下重量份的原料：聚合物颗粒为1
‑
30份、第二陶瓷微粒1
‑
70份、溶剂60
‑
100份。5.根据权利要求4所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：所述聚合物颗粒包括主体聚合物粉末和微球；所述主体聚合物粉末为聚偏氟乙烯粉末和间位芳纶粉末中的至少一种；所述微球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸正丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸烷基酯一种或多种；所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯或丙酮中的至少一种。6.根据权利要求1所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜，其特征在于：所述粘结层由高粘结聚合物浆料制成，所述高粘结聚合物浆料包括第二陶瓷微粒、主体聚合物粉末、微球和溶剂，所述第二陶瓷微粒、主体聚合物粉末以及微球与溶剂的质量体积比分别为50
‑
70g/mL、10
‑
50g/mL、0.4
‑
2g/mL。7.一种如权利要求1
‑
6任意一项所述的高粘结性聚合物复合涂覆隔膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志彬，王晓明，张磊，韦程，陈真，吴俊波，
申请(专利权)人：广东卓高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：