电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供一种聚烯烃多孔膜；在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂；提供具有有机硅氧化合物的液相介质，该有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少两个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接；将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；提供酸性环境或碱性环境，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于酸性环境或碱性环境中，使硅氧基团发生缩合反应，形成交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。本发明专利技术还涉及一种电池隔膜。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供一种聚烯烃多孔膜；在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂；提供具有有机硅氧化合物的液相介质，该有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少两个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接；将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；提供酸性环境或碱性环境，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于酸性环境或碱性环境中，使硅氧基团发生缩合反应，形成交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。本专利技术还涉及一种电池隔膜。【专利说明】
本专利技术涉及一种，尤其涉及一种锂离子。
技术介绍
随着锂离子电池在移动电话、电动车与能量储存系统等新能源应用领域的快速发展，锂离子电池的安全性问题显得尤为重要。基于对锂离子电池安全问题的原因分析，可以从以下几方面来提高锂离子电池的安全性:一是通过优化锂离子电池的设计和管理等，对锂离子电池充放电过程进行实时监控和处理，保证锂离子电池的使用安全，二是改进或开发新的电极材料，提高电池本征安全性能，三是使用新型安全性的电解质和隔膜体系，提高电池安全性能。隔膜是锂离子电池结构中的关键的内层组件之一，其作用是能使电解质离子通过而又隔绝电子、分隔阴极与阳极接触防止短路。传统的锂离子电池隔膜是聚烯烃，如聚丙烯(PP)及聚乙烯(PE)经物理(如拉伸法)或化学(如萃取法)制孔工艺制备的多孔薄膜，如日本旭化成Asah1、东燃化学Tonen、宇部Ube、美国Celgard等外国公司的隔膜产品。作为隔膜的基体聚合物，聚烯烃具有强度高、耐酸碱性好、耐溶剂性好等优点，但缺点是熔点较低(130°C?160°C)，高温易收缩或熔断。当电池发生热失控，温度达到聚合物熔点附近，隔膜发生大幅收缩及熔融破裂，电池正负极短路，加速电池的热失控，进而导致电池起火、爆炸等安全事故。传统的改善聚烯烃隔膜的热安全性的方法主要为在聚烯烃隔膜表面刮涂陶瓷化纳米粒子(如SiO2纳米粉体)涂层，而涂层的引入又会因为颗粒聚集而产生不均匀的导锂电流以及由于颗粒脱落而产生“掉粉”现象。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种具有较好的耐热收缩性的，可以具有良好的电化学性能且避免产生“掉粉”现象。一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤:提供聚烯烃多孔膜；在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂；提供具有有机硅氧化合物的液相介质，该有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少两个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接，将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；提供一酸性环境或碱性环境，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于酸性环境或碱性环境中，使有机硅氧化合物的硅氧基团发生缩合反应，形成硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。另一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤:提供聚烯烃多孔膜；在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂；提供具有第一有机硅氧化合物的液相介质，该第一有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少一个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接，将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该具有第一有机硅氧化合物的液相介质中加热，使该第一有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；提供具有第二有机硅氧化合物的液相介质，该第二有机硅氧化合物包括至少两个烷氧基团，该烷氧基团分别与硅原子连接，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于该具有第二有机硅氧化合物的液相介质中，使该第二有机硅氧化合物附着于该接枝后的聚烯烃多孔膜；以及提供酸性环境或碱性环境，将附着有第二有机硅氧化合物的接枝后的聚烯烃多孔膜置于该酸性环境或碱性环境中，使两类硅氧基团发生缩合反应，形成硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。一种电池隔膜，包括聚烯烃多孔膜及接枝于该聚烯烃多孔膜上的硅氧交联网络结 构，该硅氧交联网络结构包括【权利要求】1.一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤: 提供聚烯烃多孔膜； 在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂； 提供具有有机硅氧化合物的液相介质，该有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少两个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接，将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；以及 提供一酸性环境或碱性环境，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于酸性环境或碱性环境中，使有机硅氧化合物的硅氧基团发生缩合反应，形成硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。2.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，该有机硅氧化合物为3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷及3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基 甲氧基娃烧中的一种或多种。3.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，该有机硅氧化合物在该液相介质中不溶。4.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，在将该表面具有氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝的步骤后，进一步包括通过溶剂洗涤该接枝后的聚烯烃多孔膜以去除未接枝的聚合物的步骤。5.如权利要求1所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，该加热温度为85°C至95°C。6.一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤: 提供聚烯烃多孔膜； 在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂； 提供具有第一有机硅氧化合物的液相介质，该第一有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少一个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接，将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该具有第一有机硅氧化合物的液相介质中加热，使该第一有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝； 提供具有第二有机硅氧化合物的液相介质，该第二有机硅氧化合物包括至少两个烷氧基团，该烷氧基团分别与硅原子连接，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于该具有第二有机硅氧化合物的液相介质中，使该第二有机硅氧化合物附着于该接枝后的聚烯烃多孔膜；以及 提供一酸性环境或碱性环境，将附着有第二有机硅氧化合物的接枝后的聚烯烃多孔膜置于该酸性环境或碱性环境中，使第一有机硅氧化合物及第二有机硅氧化合物中的硅氧基团相互发生缩合反应，形成硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。7.如权利要求6所述的电池隔膜的制备方法,其特征在于,该第一有机娃氧化合物在该液相介质中的质量百分比浓度为0.2%?7.5%。8.如权利要求6所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，该第二有机硅氧化合物为四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、3- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷及3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。9.如权利要求6所述的电池隔膜的制备方法，其特征在于，该第二有机硅氧化合物的质量百分比浓度为10%?50%。10.一种电池隔膜，包括聚烯烃多孔膜，其特征在于，进一步包括接枝于该聚烯烃多孔膜上的硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构包括 11.如权利要求10所述的电池隔膜，其特征在于，该硅氧交联网络结构通过聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供聚烯烃多孔膜；在该聚烯烃多孔膜表面附着氧化剂；提供具有有机硅氧化合物的液相介质，该有机硅氧化合物包括甲基丙烯酰氧基团及至少两个烷氧基团，该烷氧基团与该甲基丙烯酰氧基团分别与硅原子连接，将该表面吸附氧化剂的聚烯烃多孔膜在该液相介质中加热，使该有机硅氧化合物聚合，并与该聚烯烃多孔膜接枝；以及提供一酸性环境或碱性环境，将该接枝后的聚烯烃多孔膜置于酸性环境或碱性环境中，使有机硅氧化合物的硅氧基团发生缩合反应，形成硅氧交联网络结构，该硅氧交联网络结构接枝在该聚烯烃多孔膜上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，何向明，杨聚平，尚玉明，王莉，李建军，高剑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：