一种与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池隔膜的技术领域，具体而言为一种与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，包含：一基膜；以及一复合涂层，设置于所述基膜的至少一侧，其中：所述复合涂层中包含一树莓结构聚合物微球。涂层中包含一树莓结构聚合物微球。涂层中包含一树莓结构聚合物微球。

【技术实现步骤摘要】
一种与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池隔膜，尤指一种与电极极片的黏合强度高的隔膜。

技术介绍

[0002]由于锂离子电池具有重量轻薄、能量密度高、以及循环寿命长等优点，因此其广泛地被使用于：薄型化电子设备所使用的电池，如：智能型手机、平板电脑、穿戴式装置、与笔记本电脑；电动车、与油电混合车的车用电池；或太阳能发电的蓄电系统中。其中，于锂离子电池的内部结构中，「隔膜」的性能对于锂离子电池的电化学性能、与安全性能有着重大影响。
[0003]现今主流的锂离子电池隔膜多为拉伸过后的聚烯烃薄膜，然而其耐热性较差，聚乙烯所制成的隔膜的熔点约为130℃、以及聚丙烯所制成的隔膜的熔点约为170℃，因此可以理解地，在严苛的使用条件下使用以聚烯烃薄膜所制成的锂离子电池时，可能会导致隔膜受热软化而破损，使得锂离子电池中的正、负两极相互接触，而导致电池发生短路，造成安全上的隐患。为了避免上述情况产生，目前的解决方法是于聚烯烃隔膜上涂布包含有无机颗粒、与黏合剂的涂料，以提升聚烯烃隔膜的热稳定性。此外，为了提升隔膜与电极极片之间的黏结强度，会于隔膜的一侧涂布有一黏合剂，其中：所使用的黏合剂大多为通过乳液聚合、或分散聚合所得到的微球，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其中：PVDF具有较好的化学稳定性、以及吸液保液能力，但是其粘合极片的强度不高；以及虽然PMMA于常温条件下与极片的粘合强度优良，但是其软化温度较低，因此于其受热烘干的过程中容易发生融化，使得极片容易与隔膜分离。综上所述，提供一种热稳定性高，且与极片之间的黏结强度高的隔膜，实为时势所需。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种热稳定性优异，且与电极极片具有高黏结强度的锂离子电池隔膜。
[0005]为了达成上述目的，本专利技术提供一种与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，包含：一基膜；以及一复合涂层，设置于所述基膜的至少一侧，其中：所述复合涂层中包含一树莓结构聚合物微球。
[0006]更佳者，于所述复合涂层中更包含：一陶瓷颗粒、一分散剂、一增稠剂、一润湿剂、一粘合剂、或水。
[0007]更佳者，所述树莓结构聚合物微球包含：一氨基活化微球、以及至少一环氧活化高分子微球，连接于所述氨基活化微球的外缘周侧。
[0008]更佳者，所述氨基活化微球的Tg>所述环氧活化高分子微球的Tg。
[0009]更佳者，所述陶瓷颗粒包含：二氧化钛、氧化铝、三氧化二铝、勃姆石、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、或硫酸钡；所述分散剂包含：聚醚硅烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、六偏磷酸钠、或聚丙烯酸；所述增稠剂包含：羟甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素、丙二醇
藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、羧甲基纤维素钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、或聚乙烯吡咯烷酮；所述润湿剂包含：丁基萘磺酸钠、异丙基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、或烷基硫酸钠；或所述粘合剂包含：聚丙烯酸、聚丙烯腈、苯乙烯与丁二烯共聚物、或聚氨酯。
[0010]更佳者，所述氨基活化微球的直径为2至8μm、以及所述氨基活化微球的直径、与所述环氧活化高分子微球的直径的比值>5。
[0011]更佳者，所述氨基活化微球中包含：一第一高Tg聚合物单体、与一第一低Tg聚合物单体；以及所述环氧活化高分子微球中包含：一第二高Tg聚合物单体、与一第二低Tg聚合物单体，且，所述第二低Tg聚合物单体的摩尔数与所述第二高Tg聚合物单体的摩尔数的比值>所述第一低Tg聚合物单体的摩尔数与所述第一高Tg聚合物单体的摩尔数的比值。
[0012]更佳者，所述第一高Tg聚合物单体、或所述第二高Tg聚合物单体包含：苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、或甲基丙烯酰胺；以及所述第一低Tg聚合物单体、或所述第二低Tg聚合物单体包含：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、或甲基丙烯酸丁酯。
[0013]更佳者，所述复合涂层的制备方法包含：一混合步骤(S1)，将一水、一分散剂、一增稠剂、以及一陶瓷颗粒混合并搅拌，以取得一混合物；一研磨步骤(S2)，将所述混合物进行研磨，以取得一细化混合物；一添加步骤(S3)，于所述细化混合物中加入所述树莓结构聚合物微球、一粘接剂、以及一润湿剂并搅拌均匀，以取得一浆料；以及一涂布步骤(S4)，将所述浆料涂布于所述基膜上，以形成所述复合涂层。
[0014]更佳者，于所述混合步骤(S1)中，搅拌时间为1.5小时；于所述研磨步骤(S2)中，是对所述混合物研磨至少2次；于所述添加步骤(S3)中，搅拌时间为2小时；或于所述涂布步骤(S4)中，是以凹版辊涂覆、线棒涂覆、或挤压涂覆的方式将所述浆料涂布于所述基膜上。
[0015]更佳者，所述基膜的材质包含：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚酰亚胺。
[0016]更佳者，所述树莓结构聚合物微球的制备方法包含：(S5)将一氨基活化微球与水以10：90至30：70的重量比例混合，以取得一微米级微球种子乳液；以及(S6)将一环氧活化高分子微球、与所述微米级微球种子乳液以2：100至10：100的重量比例混合，并于60至80℃的温度条件下搅拌混合6至48小时，以取得所述树莓结构聚合物微球。
[0017]更佳者，所述树莓结构聚合物微球的制备方法更包含：(S7)将所述树莓结构聚合物微球干燥。
[0018]更佳者，所述氨基活化微球的制备方法包含：(S8)将一亲水性高分子、与乙醇以1：100至3：100的重量比例混合，以取得一乙醇混合溶液；(S9)将一第一高Tg聚合物单体、与一第一低Tg聚合物单体以3至3.9：95至96.1的摩尔例混合，以取得一第一单体混合物；(S10)将所述第一单体混合物、与一引发剂以100：2至100：5的重量比例混合，以取得一第一单体混合溶液；(S11)将所述乙醇混合溶液、与所述第一单体混合溶液以25：100至50：100的重量比例混合，并且在60至85℃的温度条件下搅拌反应8至24hr，以取得一微球种子乳液；以及(S12)将所述微球种子乳液与一多胺类试剂以100：2至100：5的重量比例，于50至75℃的温度条件下反应8至36hr，以取得所述氨基活化微球。
[0019]更佳者，所述环氧活化高分子微球的制备方法包含：(S13)将一表面活性剂、一聚合引发剂、与一去离子水以(0至0.5)：(0.1至0.3)：(100)的重量比例搅拌混合，以取得一混
合水溶液；(S14)将一第二高Tg聚合物单体、与一第二低Tg聚合物单体，以4.1至30：70至95.9的摩尔比例混合，以取得一第二单体混合物，其中：所述第二低Tg聚合物单体的摩尔数相对于所述第二高Tg聚合物单体的摩尔数的百分比>所述第一低Tg聚合物单体的摩尔数相对于所述第一高Tg聚合物单体的摩尔数的百分比；以及(S15)秤取重量比例为12.75：1的所述混合水溶液与所述第二单体混合物，并于6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，包含：一基膜；以及一复合涂层，设置于所述基膜的至少一侧，其中：所述复合涂层中包含一树莓结构聚合物微球。2.依据权利要求1的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，于所述复合涂层中更包含：一陶瓷颗粒、一分散剂、一增稠剂、一润湿剂、一粘合剂、或水。3.依据权利要求1的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述树莓结构聚合物微球包含：一氨基活化微球、以及至少一环氧活化高分子微球，连接于所述氨基活化微球的外缘周侧。4.依据权利要求3的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述氨基活化微球的Tg>所述环氧活化高分子微球的Tg。5.依据权利要求2的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述陶瓷颗粒包含：二氧化钛、氧化铝、三氧化二铝、勃姆石、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、或硫酸钡；所述分散剂包含：聚醚硅烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、六偏磷酸钠、或聚丙烯酸；所述增稠剂包含：羟甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、羧甲基纤维素钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、或聚乙烯吡咯烷酮；所述润湿剂包含：丁基萘磺酸钠、异丙基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、或烷基硫酸钠；或所述粘合剂包含：聚丙烯酸、聚丙烯腈、苯乙烯与丁二烯共聚物、或聚氨酯。6.依据权利要求3的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述氨基活化微球的直径为2至8μm、以及所述氨基活化微球的直径、与所述环氧活化高分子微球的直径的比值>5。7.依据权利要求3的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述氨基活化微球中包含：一第一高Tg聚合物单体、与一第一低Tg聚合物单体；以及所述环氧活化高分子微球中包含：一第二高Tg聚合物单体、与一第二低Tg聚合物单体，且，所述第二低Tg聚合物单体的摩尔数与所述第二高Tg聚合物单体的摩尔数的比值>所述第一低Tg聚合物单体的摩尔数与所述第一高Tg聚合物单体的摩尔数的比值。8.依据权利要求7的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第一高Tg聚合物单体、或所述第二高Tg聚合物单体包含：苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、或甲基丙烯酰胺；以及所述第一低Tg聚合物单体、或所述第二低Tg聚合物单体包含：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、或甲基丙烯酸丁酯。9.依据权利要求1的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜,其特征在于，所述复合涂层的制备方法包含：一混合步骤(S1)，将一水、一分散剂、一增稠剂、以及一陶瓷颗粒混合并搅拌，以取得一
混合物；一研磨步骤(S2)，将所述混合物进行研磨，以取得一细化混合物；一添加步骤(S3)，于所述细化混合物中加入所述树莓结构聚合物微球、一粘接剂、以及一润湿剂并搅拌均匀，以取得一浆料；以及一涂布步骤(S4)，将所述浆料涂布于所述基膜上，以形成所述复合涂层。10.依据权利要求9的与极片黏结强度高的锂离子电池隔膜,其特征在于：于所述混合步骤(S1)中，搅拌时间为1.5小时；于所述研磨步骤(S2)中，是对所述混合物研磨至少2次；于所述添加步骤(S3)中，搅拌时间为2小时；或于所述涂布步骤(S4)中，是以凹版辊涂覆、线棒涂覆、或挤压涂覆的方式将所述浆料涂布于所述基膜上。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，曹大为，马六甲，孙敏强，胡君，薛聪聪，陈永乐，
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：