[发明专利]一种芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法，所述隔膜包括锂离子电池基膜和涂布于所述基膜单侧或双侧的涂层，所述涂层由芳纶复合浆料经涂布、水蒸汽预加热、热风烘干后获得，所述芳纶复合浆料的组成及重量比为:芳纶聚合物：5～20%；溶剂：80～90%；胶黏剂：0～8%。本发明的芳纶符合涂覆隔膜具有良好的机械性能和耐高温性，同时，该隔膜具有开放孔结构，使其对电解液的润湿性有大幅提升，此外，其具有环境友好、成本低、工艺简单，便于连续化生产等特点。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法方法，具体涉及一种芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点而被广泛用作各种移动设备的电源。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜和电解质。隔膜作为正负极之间的阻隔物对锂离子电池的性能起到至关重要的作用，因此通过改进隔膜的性能来提高锂离子电池的安全性、使用性、工艺性的研究受到越来越多的关注。

目前，锂离子电池使用的隔膜一般为聚烯烃多孔膜，其熔点低于170℃。当电池温度因内部或外部因素而升高时，隔膜会收缩或熔融进而发生破孔，造成电池正负极接触导致电池短路，引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。

制备芳纶涂覆的锂离子电池隔膜时，多直接使用DMAC、DMF、NMP、DMSO 等有机溶剂配合助溶剂溶解芳纶纤维制备芳纶溶解液，然后添加成孔剂得芳纶浆料，使涂覆膜浸凝固液固化，最后经水洗、烘干制得芳纶涂覆锂离子电池隔膜。该方法仍存在以下问题：第一、芳纶纤维需加热溶解，该过程会导致部分芳纶纤维分解，造成耐热性及机械性能变差；第二、该方法受浆料的热力学状态和浆料与凝固液之间的传质动力学共同支配，影响因素复杂，孔结构控制困难；第三、涂层由致密皮层和疏松多孔的亚层组成，致密皮层的生成会阻碍锂离子的迁移，影响电解液与隔膜的润湿性能；第四、凝固液组成变化多样，多数为高浓度有机溶液，造成成本压力的同时，引起回收及环境污染等问题。

为此，申请号为201510457866.X的中国发明专利公开了一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法，其在一定程度上克服了现有技术中在制备芳纶涂覆的锂离子电池隔膜时所存在的问题。但是，其仍然存在如下显著问题：1、其仍然需要用到低熔点的乳化剂，从而使得涂层的耐高温性能受到限制；2、其需要使用多种溶剂，且有机溶剂在制备过程中无法获得收集和回收，导致容易引起环境污染；3、其必须使用胶黏剂，进一步加剧了环境污染。

鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要研制一种新型的锂离子电池隔膜及其制备方法。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中所存在的上述问题，提供一种芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法，其耐高温性能更好、且无环境污染问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜，包括锂离子电池基膜和涂布于所述基膜单侧或双侧的涂层，所述涂层由芳纶复合浆料经涂布、水蒸汽预加热、热风烘干后获得，其特征在于，

所述芳纶复合浆料的组成及重量比为 :

芳纶聚合物：5～20%；

溶剂：80～90%；

胶黏剂：0～8%。

进一步地，其中，所述溶剂为 NMP、DMSO、DMF 或 DMAC 中的一种或多种。

更进一步地，其中，所述胶黏剂为：PVDF或GMA。

再进一步地，其中，所述锂离子电池基膜为厚度为5-40μm、孔隙率为30-60% 的聚乙烯基膜、聚丙烯基膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合基膜、 聚酰亚胺基膜、聚偏氟乙烯基膜、聚乙烯无纺布基膜、聚丙烯无纺布基膜和聚酰亚胺无纺布基膜中的一种。