聚合物微球制造技术

本申请公开了一种聚合物微球

【技术实现步骤摘要】
聚合物微球、复合隔膜及电化学装置


[0001]本申请属于电池隔膜
，尤其涉及一种聚合物复合微球
、
复合隔膜及电化学装置
。

技术介绍

[0002]隔膜在电池中一般是作为分隔正负极的器件
。
在早期的隔膜研究中，为了避免电池内部出现热失控现象，利用不同聚合物材质的差异，设计了多层聚烯烃复合结构的热闭孔机制，例如
PP/PE
结构，
PP/PE/PP
结构等
。
但这种聚烯烃复合后的隔离膜厚度通常都在
25
μ
m
以上，不利于电解液的快速渗透
。
此外还可能降低锂离子电池的体积能量密度
。
[0003]现有技术中，利用聚合物和
/
或粘结剂与陶瓷氧化物混合制备涂敷在隔膜表面的涂层，但陶瓷氧化物颗粒的密度大，粒径不容易控制，作为隔膜涂层填料时会额外增加隔膜复合后的质量和厚度，不利于电池质量能量密度的提升
。

技术实现思路

[0004]为了改善陶瓷复合隔膜的陶瓷涂层厚度较厚和质量较重的问题，本申请提供了一种聚合物微球，以降低复合隔膜涂层的厚度和质量，提升锂离子电池的放电容量和循环寿命
。
[0005]第一方面，本申请的实施例提供一种聚合物微球，包含第一单体单元和第二单体单元，第一单体单元选自乙烯基烷氧基硅烷单体单元
、
乙烯基氯硅烷单体单元
、
乙烯基烷基锡单体单元或其组合；第二单体单元选自含有苯基
、
酰胺基
、
吡咯烷酮基
、
羧酸酯基的烯属不饱和单体单元或其组合；第二单体单元和第一单体单元的摩尔比为
1:0.8
～
1.5。
[0006]在本申请第一方面的实施例中，第一单体单元选自由下式
(1)
表示的结构单元或其组合：
[0007]‑
CHR
a
‑
CH2‑ꢀꢀꢀ
(1)
[0008]其中，
R
a
选自三甲氧基硅烷基团
、
三乙氧基硅烷基团
、
三氯硅烷基团
、
三丁基锡基团，和
/
或
[0009]第二单体单元选自由下式
(2)
表示的结构单元或其组合：
[0010]‑
CR
b
R
c
‑
CH2‑ꢀꢀꢀ
(2)
[0011]其中，
R
b
为
H
或
‑
CH3，
R
c
选自苯基
、
酰胺基
、2
‑
吡咯烷酮基
、
‑
COOR
e
，其中，
R
e
为
C1
～
C4
的烷基
。
[0012]在本申请第一方面的实施例中，第一单体单元选自乙烯基三甲氧基硅烷
、
乙烯基三乙氧基硅烷
、
乙烯基三氯硅烷
、
三丁基乙烯基锡或其组合；第二单体单元选自苯乙烯
、
丙烯酰胺
、N
‑
乙烯基吡咯烷酮
、
丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯
、
丙烯酸丙酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸异丁酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸乙酯
、
甲基丙烯酸丙酯
、
甲基丙烯酸丁酯
、
甲基丙烯酸异丁酯或其组合
。
[0013]在本申请第一方面的实施例中，第一单体单元选自乙烯基三甲氧基硅烷
、
乙烯基
三乙氧基硅烷
、
乙烯基三氯硅烷，第二单体单元选自苯乙烯或
N
‑
乙烯基吡咯烷酮，第二单体单元和第一单体单元的摩尔比为
1:0.8
～
1.5。
[0014]在本申请第一方面的实施例中，第一单体单元优选为乙烯基三甲氧基硅烷，第二单体单元优选为苯乙烯或
N
‑
乙烯基吡咯烷酮，其摩尔比为
1:1
～
1.5。
[0015]在本申请第一方面的实施例中，聚合物微球的重均分子量为
10000
～
500000。
[0016]在本申请第一方面的实施例中，聚合物微球的数均粒径为
100nm
～
1000nm。
[0017]在本申请第一方面的实施例中，聚合物微球的数均粒径为
100nm
～
500nm。
[0018]第二方面，本申请的实施例提供一种复合隔膜，包括：
[0019]基膜；
[0020]设置于基膜至少一侧的聚合物微球涂层，聚合物微球涂层中包含上述的聚合物微球
。
[0021]在本申请第二方面的实施例中，基膜选自聚乙烯隔膜
、
聚丙烯隔膜或其组合形成的复合隔膜
。
[0022]在本申请第二方面的实施例中，基膜的厚度为5μ
m
～
16
μ
m。
[0023]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层连续分布于基膜上
。
[0024]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层非连续分布于基膜上
。
[0025]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层在基膜至少一侧的分布面积为
50
％～
100
％，优选为
70
％～
100
％
。
[0026]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层在基膜至少一侧的孔隙率为
25
％～
85
％，优选为
40
％～
70
％
。
[0027]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层的厚度为1μ
m
～5μ
m
，优选为1μ
m
～3μ
m。
[0028]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层包括
90wt
％～
100wt
％的聚合物微球
。
[0029]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层包括质量比为5～
15
：
0.1
～3的聚合物微球和粘结剂
。
[0030]在本申请第二方面的实施例中，聚合物微球涂层包括质量比为5～
15
：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚合物微球，其特征在于，包含第一单体单元和第二单体单元，所述第一单体单元选自乙烯基烷氧基硅烷单体单元
、
乙烯基氯硅烷单体单元
、
乙烯基烷基锡单体单元或其组合；第二单体单元选自含有苯基
、
酰胺基
、
吡咯烷酮基
、
羧酸酯基的烯属不饱和单体单元或其组合；所述第二单体单元和所述第一单体单元的摩尔比为
1:0.8
～
1.5。2.
根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述第一单体单元选自由下式
(1)
表示的结构单元或其组合：
‑
CHR
a
‑
CH2‑
(1)
其中，
R
a
选自三甲氧基硅烷基团
、
三乙氧基硅烷基团
、
三氯硅烷基团
、
三丁基锡基团，和
/
或所述第二单体单元选自由下式
(2)
表示的结构单元或其组合：
‑
CR
b
R
c
‑
CH2‑
(2)
其中，
R
b
为
H
或
‑
CH3，
R
c
选自苯基
、
酰胺基
、2
‑
吡咯烷酮基
、
‑
COOR
e
，其中，
R
e
为
C1
～
C4
的烷基
。3.
根据权利要求1或2所述的聚合物微球，其特征在于，所述第一单体单元选自乙烯基三甲氧基硅烷
、
乙烯基三乙氧基硅烷
、
乙烯基三氯硅烷
、
三丁基乙烯基锡或其组合；所述第二单体单元选自苯乙烯
、
丙烯酰胺
、N
‑
乙烯基吡咯烷酮
、
丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯
、
丙烯酸丙酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸异丁酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸乙酯
、
甲基丙烯酸丙酯
、
甲基丙烯酸丁酯
、
甲基丙烯酸异丁酯或其组合
。4.
根据权利要求3所述的聚合物微球，其特征在于，所述第一单体单元选自乙烯基三甲氧基硅烷
、
乙烯基三乙氧基硅烷
、
乙烯基三氯硅烷，所述第二单体单元选自苯乙烯或
N
‑
乙烯基吡咯烷酮，所述第二单体单元和所述第一单体单元的摩尔比为
1:0.8
～
1.5。5.
根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛雷，刘杲珺，白耀宗，高飞飞，唐泽明，董秋春，薛山，涂帆，
申请(专利权)人：中材锂膜萍乡有限公司，
类型：发明
国别省市：