[发明专利]一种聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜

说明书

本发明涉及一种聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜，包括基膜及粘附在基膜一侧或两侧膜面的浆料，该浆料为含有聚间苯二甲酰间苯二胺的涂覆浆料。本发明解决现有技术中涂覆隔膜的耐高温性以及耐热收缩率及强度在一定温度条件下不能够满足要求的问题，提供了一种聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜，其耐高温性和耐高温收缩率性能较好，安全性大大提高，适用于电动汽车用锂电池中，涉及的制备方法省时省力，生产效率较高，产品的质量高且稳定性较好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜。

背景技术

锂离子电池的组成主要包括正极、负极、隔膜和电解质，隔膜的作用为隔开正负极，防止两极接触而短路，并且吸附电解液允许锂离子通过，在过度充电或者温度升高时，隔膜通过闭孔来阻隔电流的传导，防止爆炸。目前市场上使用的隔膜主要是聚乙烯和聚丙烯隔膜，但它们的熔点较低，热收缩较大，具有较大的安全隐患，引起电池短路爆炸等事故的发生。。

随着对锂离子电池性能要求越来越高，单一聚烯烃材质的隔膜热安全性和保持电解液的能力难以满足要求，目前为了提高锂电池隔膜的热收缩性能，主要是在聚乙烯和聚丙烯隔膜表面进行涂覆，涂覆材料主要有陶瓷、聚合物等。单一涂覆陶瓷容易掉粉，单一涂覆聚合物热收缩性能不高。如中国专利CN200910077740.4、CN201110003226.3、CN201110003213.6以聚偏氟乙烯作为一种隔膜材料，但由于聚偏氟乙烯结晶度较高，致使其离子电导率不高，同时其耐热性也不高，在使用过程中存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中涂覆隔膜的耐高温性以及耐热收缩率及强度在一定温度条件下不能够满足要求的问题，提供了一种聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜，该电池隔膜的耐高温性和耐高温收缩率性能较好，安全性大大提高，适用于电动汽车用锂电池中，涉及的制备方法省时省力，生产效率较高，产品的质量高且稳定性较好。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

聚间苯二甲酰间苯二胺涂覆锂离子电池隔膜，包括基膜及粘附在基膜一侧或两侧膜面的浆料，该浆料为含有聚间苯二甲酰间苯二胺的涂覆浆料。

所述的基膜为PP隔膜、PE隔膜或无纺布。

所述的浆料中聚间苯二甲酰间苯二胺的浓度为酰胺类极性有机溶剂的1～12.7wt％。若高于这个浓度，制备聚间苯二甲酰间苯二胺的反应不太好控制，而且使得涂覆浆料粘度的调整难度增大，涂覆难度也增大。

所述的含有聚间苯二甲酰间苯二胺的涂覆浆料采用以下方法制备得到：

(1)首先在氮气的保护下将间苯二胺溶解在酰胺类极性有机溶剂中，完全溶解后，加入改性剂，在冷却浴中冷却到-5～-15℃，如果温度太高，将使得反应温度不好控制，

(2)加入与间苯二胺等摩尔比的间苯二甲酰氯，撤去冷却浴进行30～60min的聚合反应后，加入无机化合物，加入稀释剂，制得含聚间苯二甲酰间苯二胺的涂覆浆料。

所述的酰胺类极性有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-吡咯烷酮，优选N,N-二甲基乙酰胺。

所述的改性剂为聚氧化乙烯或聚乙烯醇中的至少一种，所述的改性剂的加入量为聚间苯二甲酰间苯二胺的0.1～1wt％，所述的聚氧化乙烯的粘均分子量为10-100万，所述的聚乙烯醇的数均分子量为600-6000。改性剂在有机溶剂中容易分散，可以调整涂覆液的粘度，可以调控膜的孔隙大小，改善涂覆膜的亲水性，调控聚间苯二甲酰间苯二胺间的缠绕度，改性剂分子量太大溶解难度大，对聚间苯二甲酰间苯二胺间的缠绕度的调控作用不大，反而影响聚间苯二甲酰间苯二胺间均匀性。改性剂高于聚间苯二甲酰间苯二胺的1wt％，涂覆浆料的干燥时间延长，浆料粘度调控难度也增大，加工难度也增大。