[发明专利]一种复合多孔隔离膜、该隔离膜制备的电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于隔离膜技术领域，特别涉及一种复合多孔隔离膜及其制备方法。

背景技术

自从1991年，碳材料创造性的运用于锂离子电池领域，并带来该领域革命性的变化——高效而安全的进行多次充放电后，其便被广泛的运用于移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其他便携式电器上。与传统的铅酸、Ni-Cd、MH-Ni电池相比，锂离子电池具有更高的比体积能量密度、比重量能量密度、更好的环境友好性、更小的自放电以及更长的循环寿命等，是二十一世纪理想的移动电器电源、电动汽车电源以及储电站用储电器。

然而随着生活品味的提高，人们对移动用电器提出了更轻、更薄、更小、更持久、更安全的新需求，相应的便对这些设备的供电器件提出了新的要求；能量密度更高、安全性更好；而这其中供电器件即电池的安全性又与用户的生命材料安全息息相关，备受广大消费者的关注。

现有的改善锂离子电池安全性能的措施主要是采用陶瓷处理隔离膜：即在隔离膜表面涂覆一层陶瓷抗热层，陶瓷抗热层含有陶瓷颗粒和粘结剂，所述溶剂可采用与多孔柔性基体具有良好浸润性的有机溶剂作为溶剂，公开的有N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种，来提高隔膜材料的结构稳定性、热稳定性和安全性。同时，为了增强涂覆层与基材间的粘接作用及陶瓷颗粒之间的作用力，也有公开一种隔膜包括基底和基底两侧的浆料层，所述浆料层含有陶瓷颗粒、硅烷偶联剂和粘结剂；但该方法仍无法解决涂敷层与基材之间粘接力较小导致涂层容易脱落问题。

针对以上问题，确有必要开发一种新的隔离膜：能够同时解决电芯安全、涂层脱落等问题，同时又不影响电芯电化学性能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种复合多孔隔离膜及其制备方法：即在多孔基材表面涂敷一层陶瓷层从而起到提高电芯安全性的作用，再在陶瓷层内部原位聚合生成聚合物网络结构用以固定陶瓷涂层达到解决涂层脱落的问题，最后所选择的形成网络结构聚合物的单体为具有非常好电化学性能的对称结构单体，因此其不会影响电芯的最终化学性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合多孔隔离膜，包括：

多孔基材；以及

多孔涂层，涂布在复合多孔基材的至少一个表面上；

所述复合多孔基材或/和所述多孔涂层中分布有聚合物网络结构，所述聚合物网络结构将其网罗的组份固定成一个整体，且形成该聚合物网络结构的聚合物包含有具有对称结构的高分子聚合物，所述对称结构为中心对称或者轴对称，所述高分子的对称中心为单一原子。

所述形成该聚合物网络结构的聚合物包含有式(1)所示高分子单体聚合而成的聚合物：

其中：

R1为直链烷基链、含有侧基的烷基链或含有苯环的链段。

R2为丙烯酸基或含有α-侧基的丙烯酸酯基。

所述高分子单体更优选为：季壬四醇四丙烯酸酯、季壬四醇四(α-甲基)丙烯酸酯、季壬四醇四(α-乙基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四(α-甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(α-乙基)丙烯酸酯、1,6-已二基双[氧(2-羧丙基-1,3-二基)]二丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯、对二乙烯苯、甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯、双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撑二氧噻吩中的至少一种；所述聚合物的质量为复合多孔隔离膜多孔涂层质量的0.1％-20％。

所述多孔基材为多孔聚合物基材或复合多孔基材；所述复合多孔基材包括多孔聚合物基材以及复合在其至少一个面上的多孔复合层1。

所述多孔涂层包括填料A以及粘接剂；所述填料A选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。

所述多孔聚合物基材选自聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、共聚氟乙丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或者其几种的复合物；所述多孔复合层1包括填料B及粘接剂；所述填料B选自无机颗粒、有机颗粒中的至少一种。

所述无机颗粒选自洛氏硬度大于2的无机盐、洛氏硬度大于2的金属氧化物中的一种或几种；所述有机颗粒选自具有导锂离子能力的聚合物、高熔点聚合物、阻燃聚合物中的一种或几种。

所述粘结剂选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、纯丙乳液、丙凝乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、环氧树脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸钠系列、聚四氟乙烯中的一种或几种。