[发明专利]一种PMMA及其共聚物混合涂覆隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜制备技术领域，特别涉及一种PMMA及其共聚物混合涂覆隔膜的制备方法。

背景技术

随着市场3C产品的高容量、高功率、高效率充放电性能需求，对锂电池隔膜性能要求越来越高，在能够保障安全的前提下，需要隔膜的厚度越来越薄，但隔膜厚度越薄机械强度越小，发生断裂或刺穿的可能性越大，两者其实是自相矛盾的，需要在两者之间做一个权衡得到理想的产品。现有技术中，电池隔膜一般是在隔膜基体的表面涂覆一层陶瓷层，然后在陶瓷层的表面涂覆一层水性PVDF胶层。申请号为CN 201410445356.6的发明专利公开了一种隔膜，该隔膜是由涂覆在基膜表面的陶瓷材料层和涂覆在陶瓷层外表面的PVDF聚合物粘结层组成，提高了隔膜的耐热性能，但是相对于原膜涂覆隔膜的透气损失较大，阻碍锂离子的传导，增大锂电池的内阻；涂覆工序复杂，导致产品生产效率下降，而且厚度及重量增加，不利于产品的轻量化；PVDF结晶度在50％左右，不利于锂电池中锂离子的传导。

发明内容

本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种PMMA及其共聚物混合涂覆隔膜的制备方法，其能降低因涂层厚度带来的透气损失，降低生产成本，提高锂电池的电导率，提高锂电池的倍率放电和循环性能，提高锂电池使用的安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种PMMA及其共聚物混合涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤

1)水性混合浆料制备：将去离子水和PMMA及其共聚物混合搅拌均匀，然后加入勃姆石粉末，在温度为30℃-50℃的条件下混合搅拌均匀，再加入增稠剂混合均匀，经球磨0.5-2h后，得到水性混合浆料；其中，去离子水的质量比为20-60％，PMMA及其共聚物与勃姆石粉末的质量之比为10-80:100，增稠剂的质量比为0.01-5％；

2)涂布：将由步骤1)制得的水性混合浆料采用一定涂布方式涂布于基膜的一侧或两侧，形成水性涂层，经在温度为30℃-70℃的五级烘箱内烘干后，得到PMMA及其共聚物混合涂覆隔膜；其中，基膜为PE膜、PP膜或PP与PE复合膜中的一种，基膜的厚度为3-16μm。

作为一种优选方案，步骤1)中的勃姆石粉末的粒径为1-20μm。

作为一种优选方案，步骤1)中的PMMA及其共聚物为聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯-乙基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯中的一种；

作为一种优选方案，所述PMMA及其共聚物的分子量为3000-1000000g/mol。

作为一种优选方案，所述PMMA及其共聚物的粒径为100-5000nm。

作为一种优选方案，步骤1)中的增稠剂为CMC、海藻酸钠、松油醇或聚乙烯醇中的一种。

作为一种优选方案，步骤2)中水性混合浆料的涂布方式为网纹辊涂布、滚涂涂布或solt-die涂布中的一种。

作为一种优选方案，步骤2)中的水性涂层的厚度为0.5-6μm。

作为一种优选方案，所述水性涂层的面密度为0.2-10g/m²。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和优势，具体而言，在基膜的表面涂覆由PMMA及其共聚物和勃姆石混合形成的水性涂料，形成水性涂层，由于该涂层只需一次涂覆，这样既降低因涂层厚度带来的透气损失，又降低了生产成本；由于PMMA及其共聚物中的羰基增强了隔膜对电解液的亲和力，相对于添加有PVDF及其共聚物的隔膜来说具有PMMA及其共聚物的隔膜的吸液率更大，从而提高锂电池的电导率；含有PMMA及其共聚物的水性涂层相比于含有PVDF及其共聚物的涂层具有更强的粘结力，PMMA相较于PVDF分散性更好，更容易均匀分布于水性陶瓷层的表面，保证锂电池隔膜长时间保持结构稳定，不易发生变形，提高锂电池使用的安全性；PMMA及其共聚物为非晶型的无定型粉末，相较于结晶度较高的PVDF更有利于锂离子传导，从而提高锂电池的倍率放电和循环性能；勃姆石具有较好的分散性、导热性、阻燃性，这样既能使隔膜能迅速导热，，提高隔膜的热稳定性，又能阻止锂电池发生大范围的燃烧和爆炸，提高锂电池的安全性能；勃姆石硬度低、比重轻，能有效降低生产设备的磨损程度，也能提高水性混合浆料的稳定性，进一步提高锂电池的安全性能。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

具体实施方式

实施例1