一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，其特征在于：将改性后的聚乙烯蜡、粘结剂、表面活性剂、去离子水、增稠剂按照比例混合均匀，然后通过辊涂或喷涂的方式将混合液涂覆到隔膜的一侧或两侧表面，并进行烘干处理；本申请通过使用丙烯酸对聚乙烯蜡进行接枝改性，改性后的聚乙烯蜡在水性体系中具有良好的相容性，微蜡乳液稳定性好，可与多种水性助剂复配；同时，改性后的聚乙烯微蜡熔点在80

【技术实现步骤摘要】
一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池制造
，具体涉及一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法。

技术介绍

[0002]隔膜作为锂离子电池中的关键材料之一，在锂离子电池中起到隔断正负极，提供锂离子迁移通道的作用。目前隔膜基材主要是采用聚乙烯、聚丙烯材料进行加工生产。聚乙烯和聚丙烯材料本身熔融温度较高，分别为135℃和168℃，这就造成使用聚乙烯和聚丙烯材料加工生产的隔膜具有较高的闭孔温度，而且闭孔温度与熔融温度较为接近。当锂离子电池出现发热现象时，电池不能第一时间阻断正负极，进而引发更大的热失控现象，造成锂离子电池起火爆炸，对消费者的人身及财产安全造成严重影响。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，将改性后的聚乙烯蜡、粘结剂、表面活性剂、去离子水、增稠剂按照比例混合均匀，然后通过辊涂或喷涂的方式将混合液涂覆到隔膜的一侧或两侧表面，并进行烘干处理；
[0004]其中，改性后的聚乙烯蜡质量份为6
‑
18份；粘结剂的质量份为：3
‑
7份；增稠剂的质量份为：0.1
‑
0.8份；表面活性剂的质量份为：0.2份；去离子水作为涂层浆料的溶剂，质量份为：110
‑
150份。
[0005]优选的，所述的粘结剂为丙烯酸酯多元共聚物或聚苯乙烯丁二烯共聚物，增稠剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素钠，表面活性剂为聚醚有机硅共聚物。r/>[0006]优选的，混合时，将改性后的聚乙烯蜡、表面活性剂及去离子水在双行星搅拌机中快速搅拌，搅拌时间30min，公转速度15
±
2rpm，自转速度2000
±
50rpm，制备出聚乙烯蜡分散液；在聚乙烯蜡分散液中依次加入粘结剂、增稠剂继续搅拌60min，公转速度15
±
2rpm，自转速度500
±
50rpm，制备出涂层浆料。
[0007]优选的，涂覆时，通过微凹版辊涂或高速雾化设备将涂层浆料均匀地覆盖在隔膜表面；
[0008]优选的，烘干处理时，采用高温热箱，热箱温度为65℃，烘干速度为100m/min，烘干后使隔膜表明形成厚度为1μm的耐热涂层。
[0009]优选的，改性聚乙烯蜡采用丙烯酸进行接枝改性，制备过程为：
[0010]将质量份为0.2份的过氧化苯甲酰与质量份为15份的二甲苯进行混合，待过氧化苯甲酰完全溶解后再加入质量份为110份的去离子水、质量份为10份的丙烯酸和质量份为60份的聚乙烯蜡，加热到45℃并通入氮气，90min后将温度加热至80℃，反应90min后停止，在溶液温度降低至45℃时，使用120目的滤网进行过滤并烘干，烘干后的样品使用去离子水在索氏提取器中抽提，直到提取器中的残留液为中性，将产品烘干即可得到改性后的聚乙烯蜡。
[0011]优选的，改性后的聚乙烯蜡熔点为80
‑
95℃。
[0012]优选的，所述的隔膜为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯与聚丙烯复合基材、在聚乙烯与聚丙烯复合基材的基础上进行无机陶瓷涂覆的产品中的一种，厚度为5
‑
40μm。
[0013]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0014]现有的聚乙烯蜡是典型的非极性物质，疏水性极强，在进行浆料生产时分散困难，容易造成聚乙烯蜡团聚；本申请通过使用丙烯酸对聚乙烯蜡进行接枝改性，引入极性官能团，可以改善聚乙烯蜡的极性，提高其亲水性，而且引入亲水基团是以化学键的方式与聚乙烯蜡进行的结合，改性后的聚乙烯蜡在水性体系中具有良好的相容性，微蜡乳液稳定性好，可与多种水性助剂复配。
[0015]同时，改性后的聚乙烯微蜡熔点在80
‑
95℃，与隔膜基材的熔融温度135℃(聚乙烯隔膜)、168℃(聚丙烯隔膜)存在较大的温度差，有利于锂离子电池在前期的热失控中及时阻断锂离子传输，避免热失控扩散，保证电池安全。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法的立体图；
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图；对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
[0018]实施例一：
[0019]一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，将改性后的聚乙烯蜡、粘结剂、表面活性剂、去离子水、增稠剂按照比例混合均匀，然后通过辊涂或喷涂的方式将混合液涂覆到隔膜的一侧或两侧表面，并进行烘干处理；其中，改性后的聚乙烯蜡质量份为15份；粘结剂为丙烯酸酯多元共聚物，质量份为：4份；增稠剂为聚乙烯醇，质量份为：0.5份；表面活性剂为聚醚有机硅共聚物，质量份为：0.2份；去离子水作为涂层浆料的溶剂，质量份为：110份；
[0020]混合时，将改性后的聚乙烯蜡、表面活性剂及去离子水在双行星搅拌机中快速搅拌，搅拌时间30min，公转速度15
±
2rpm，自转速度2000
±
50rpm，制备出聚乙烯蜡分散液；在聚乙烯蜡分散液中依次加入粘结剂、增稠剂继续搅拌60min，公转速度15
±
2rpm，自转速度500
±
50rpm，制备出涂层浆料。涂覆时，通过微凹版辊涂或高速雾化设备将涂层浆料均匀地覆盖在隔膜表面；烘干处理时，采用高温热箱，热箱温度为65℃，烘干速度为100m/min，烘干后使隔膜表明形成厚度为1μm的耐热涂层，所述的隔膜厚度为5μm。
[0021]具体的，改性聚乙烯蜡采用丙烯酸进行接枝改性，制备过程为：
[0022]将质量份为0.2份的过氧化苯甲酰与质量份为15份的二甲苯进行混合，待过氧化苯甲酰完全溶解后再加入质量份为110份的去离子水、质量份为10份的丙烯酸和质量份为60份的聚乙烯蜡，加热到45℃并通入氮气，90min后将温度加热至80℃，反应90min后停止，在溶液温度降低至45℃时，使用120目的滤网进行过滤并烘干，烘干后的样品使用去离子水在索氏提取器中抽提，直到提取器中的残留液为中性，将产品烘干即可得到改性后的聚乙烯蜡；改性后的聚乙烯蜡熔点为80℃；
[0023]实施例二：
[0024]一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，将改性后的聚乙烯蜡、粘结剂、表面活性剂、去离子水、增稠剂按照比例混合均匀，然后通过辊涂或喷涂的方式将混合液涂覆到隔膜的一侧或两侧表面，并进行烘干处理；其中，改性后的聚乙烯蜡质量份为6份；粘结剂为丙烯酸酯多元共聚物，质量份为：3份；增稠剂为羧甲基纤维素钠，质量份为：0.1份；表面活性剂为聚醚有机硅共聚物，质量份为：0.2份；去离子水作为涂层浆料的溶剂，质量份为：110份；
[0025]混合时，将改性后的聚乙烯蜡、表面活性剂及去离子水在双行星搅拌机中快速搅拌，搅拌时间30min，公转速度15
±
2rpm，自转速度2000
±
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，其特征在于：将改性后的聚乙烯蜡、粘结剂、表面活性剂、去离子水、增稠剂按照比例混合均匀，然后通过辊涂或喷涂的方式将混合液涂覆到隔膜的一侧或两侧表面，并进行烘干处理；其中，改性后的聚乙烯蜡质量份为6
‑
18份；粘结剂的质量份为：3
‑
7份；增稠剂的质量份为：0.1
‑
0.8份；表面活性剂的质量份为：0.2份；去离子水作为涂层浆料的溶剂，质量份为：110
‑
150份。2.根据权利要求1所述的一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，其特征在于：所述的粘结剂为丙烯酸酯多元共聚物或聚苯乙烯丁二烯共聚物，增稠剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素钠，表面活性剂为聚醚有机硅共聚物。3.根据权利要求1所述的一种可提高锂离子电池安全性的隔膜制备方法，其特征在于：混合时，将改性后的聚乙烯蜡、表面活性剂及去离子水在双行星搅拌机中快速搅拌，搅拌时间30min，公转速度15
±
2rpm，自转速度2000
±
50rpm，制备出聚乙烯蜡分散液；在聚乙烯蜡分散液中依次加入粘结剂、增稠剂继续搅拌60min，公转速度15
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2rpm，自转速度500
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50rpm，制备出涂层浆料。4.根据权利要求1所述的一种可提高锂离子电...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋四超，谢新春，韦育鲜，王显兰，周敬源，朱先进，
申请(专利权)人：青海北捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：