本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料及其制备方法，涉及锂离子电池隔膜技术领域，所述功能涂覆材料包括无机陶瓷颗粒和均匀包覆在无机陶瓷颗粒表面的聚乙二醇衍生物；本发明专利技术以水为溶剂配制水性陶瓷浆料，提高水性陶瓷浆料的环保性以及降低溶剂成本，将水性陶瓷浆料均匀涂覆在聚烯烃隔膜上，能够获得热稳定性好的陶瓷涂覆隔膜；其中制备功能涂覆材料用聚乙二醇衍生物兼具粘结剂和分散剂的作用，简化陶瓷涂层的组成，降低陶瓷涂层中的有机物含量，提高聚烯烃隔膜的耐高温性能。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及锂离子电池隔膜，具体涉及一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料及其制备方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等。隔膜的主要作用是使电池的正负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要采用耐有机溶剂的隔膜材料，通常为高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
2、但聚烯烃隔膜的耐热性较差，在电池由于内在或外在原因出现温度升高的状况时，隔膜会出现热收缩甚至熔化，失去分隔作用，正负极接触短路，造成锂离子电池破坏；且聚烯烃隔膜的亲水性较差，导致隔膜对电解液具有较差的浸润性，直接影响锂离子电池的循环性能。
3、陶瓷复合隔膜是在聚烯烃隔膜上涂覆一层无机陶瓷颗粒，在保证聚烯烃隔膜原有基本特性的基础上，提高隔膜的耐热性，降低隔膜的热收缩性，更有效地减少电池内部短路，防止因电池内部短路而引起的热失控，从而提高电池的安全性。
4、由于无机陶瓷颗粒本身并不具有粘性，无法直接附着在聚烯烃隔膜上，需要借助粘结剂为无机陶瓷颗粒之间、无机陶瓷颗粒与聚烯烃隔膜之间提供粘合。目前能够用于配制水性陶瓷浆料的粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等，这些粘结剂虽然水溶性好，但其对无机陶瓷颗粒的粘附性不强，且其无法改善无机陶瓷颗粒在水中分散性差的问题，不能实现无机陶瓷颗粒在聚烯烃隔膜上的均匀分布。
/>技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料及其制备方法，该功能涂覆材料既包含无机陶瓷颗粒又能对无机陶瓷颗粒起到很好的分散和粘接作用，促使无机陶瓷颗粒在水中均匀且稳定地分散，并将无机陶瓷颗粒牢固粘附在聚烯烃隔膜上以及提高无机陶瓷颗粒在聚烯烃隔膜上的分布均匀性。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，所述功能涂覆材料包括无机陶瓷颗粒和均匀包覆在无机陶瓷颗粒表面的聚乙二醇衍生物。
4、优选地，所述聚乙二醇衍生物是由聚乙二醇与新戊二醇二缩水甘油醚经开环反应合成得到的聚乙二醇封端的醇醚衍生物。过量的聚乙二醇使新戊二醇二缩水甘油醚含有的环氧基全部参与开环反应，得到聚乙二醇封端的醇醚衍生物。
5、优选地，所述开环反应的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。在碱性催化剂的作用下，聚乙二醇与新戊二醇二缩水甘油醚发生开环反应。
6、优选地，所述聚乙二醇衍生物的数均分子量为4000～6000。该分子量的聚乙二醇衍生物不仅能对无机陶瓷颗粒进行均匀包覆，同时粘附性强。
7、优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为400～800。选用低分子量的聚乙二醇与新戊二醇二缩水甘油醚通过开环反应合成高分子量的聚乙二醇衍生物。
8、优选地，所述无机陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种。还可以添加适量的二氧化铈、二氧化锆等过渡金属氧化物或稀土金属氧化物。
9、本专利技术制备的功能涂覆材料在水中形成稳定胶体，保证无机陶瓷颗粒的分散均匀性，防止无机陶瓷颗粒发生团聚或沉降现象，起到分散剂的作用；还能将无机陶瓷颗粒均匀且牢固地粘附在聚烯烃隔膜上，起到粘结剂的作用。
10、本专利技术的第二个目的是提供一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料的制备方法，所述制备方法是先将聚乙二醇衍生物加热至完全熔融，然后加入无机陶瓷颗粒，研磨均匀，冷却固化后粉碎，过筛，得到功能涂覆材料。
11、优选地，所述聚乙二醇衍生物的熔融温度为200～210℃。通过与新戊二醇二缩水甘油醚的开环反应提高聚乙二醇的熔融温度，改善聚乙二醇的耐高温性能。
12、优选地，所述无机陶瓷颗粒与聚乙二醇衍生物的质量比为100:(50～60)。如果聚乙二醇衍生物的用量过少，将无法实现无机陶瓷颗粒在水性陶瓷浆料中的均匀分散；如果聚乙二醇衍的生物用量过多，将无法实现无机陶瓷颗粒在隔膜上的均匀附着。
13、优选地，所述过筛的目数不低于5000目。通过研磨和粉碎工序将功能涂覆材料制成微米级颗粒。
14、本专利技术的有益效果是：本专利技术所述功能涂覆材料可以水为溶剂配制水性陶瓷浆料，提高水性陶瓷浆料的环保性以及降低溶剂成本，将水性陶瓷浆料均匀涂覆在聚烯烃隔膜上，能够获得热稳定性好的陶瓷涂覆隔膜；其中制备功能涂覆材料用聚乙二醇衍生物兼具粘结剂和分散剂的作用，简化陶瓷涂层的组成，降低陶瓷涂层中的有机物含量，提高聚烯烃隔膜的耐高温性能。
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【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述功能涂覆材料包括无机陶瓷颗粒和均匀包覆在无机陶瓷颗粒表面的聚乙二醇衍生物。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇衍生物是由聚乙二醇与新戊二醇二缩水甘油醚经开环反应合成得到的聚乙二醇封端的醇醚衍生物。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述开环反应的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇衍生物的数均分子量为4000～6000。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇的数均分子量为400～800。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述无机陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种。
7.权利要求1～6任意一项所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法是先将聚乙二醇衍生物加热至完全熔融，然后加入无机陶瓷颗粒，研磨均匀，冷却固化后粉碎，过筛，得到功能涂覆材料。
8.根据权利要求7所述的的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇衍生物的熔融温度为200～210℃。
9.根据权利要求7所述的的制备方法，其特征在于：所述无机陶瓷颗粒与聚乙二醇衍生物的质量比为100:(50～60)。
10.根据权利要求7所述的的制备方法，其特征在于：所述过筛的目数不低于5000目。
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【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述功能涂覆材料包括无机陶瓷颗粒和均匀包覆在无机陶瓷颗粒表面的聚乙二醇衍生物。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇衍生物是由聚乙二醇与新戊二醇二缩水甘油醚经开环反应合成得到的聚乙二醇封端的醇醚衍生物。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述开环反应的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇衍生物的数均分子量为4000～6000。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜用功能涂覆材料，其特征在于：所述聚乙二醇的数均分子量为400～800。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，李汪洋，吴磊，李莉，王琪，聂敏，陈宁，刘鹏举，李怡俊，李坤，张德顺，王若愚，
申请(专利权)人：界首市天鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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