[发明专利]高透气性聚合物涂覆隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高透气性聚合物涂覆隔膜及其制备方法和应用，先将基膜的一侧浸泡在润湿液中进行预润湿；将铸膜液涂覆于基膜的另一侧；再经改性凝固浴的浸泡，使得涂覆膜中的溶剂萃取出来，使得初成膜的涂覆层表面形成均匀的海绵状孔，再经浸泡水洗，干燥除水得到高透气性聚合物涂覆隔膜。本发明制备的聚合物涂覆隔膜孔隙率高、涂层表面孔分布均匀，显著提升了锂离子电池隔膜的综合性能。

技术领域

本发明涉及电池隔膜材料技术领域，具体来说，涉及一种高透气性聚合物涂覆隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池作为能量的储存装置，由于其具有高能量密度，高工作电压，循环寿命长，可再生，对环境友好等优点，被认为是目前替代石化能源的首选者之一，已经成功应用在我们生活的方方面面。从小型电子设备，手机，平板电脑，到新能源动力汽车，都有锂离子电池的身影。但是随着锂电池向动力电源方向的发展，对高能量密度，高循环性能以及高工作电压的需求越来越大，与此同时，动力电池对隔膜性能的要求也越来越高。

聚合物涂覆隔膜具有良好的电解液润湿性和吸液率。电解液是电池中传递锂离子的介质，储存在隔膜的孔隙中。吸液率越高，隔膜的内阻越低、离子电导率越高，电池的倍率性能和循环稳定性就越好。此外，高熔点的聚合物涂层能够提高隔膜的热稳定性，使隔膜具有热闭孔性能。

尽管聚合物涂覆隔膜具有优异的性能，但是聚合物涂覆隔膜容易填充在基膜的孔隙中，即堵孔，使隔膜的透气性降低。同时，聚合物涂层的孔隙率较低，孔隙分布不均，阻碍了聚合物涂覆隔膜性能的提升。

CN201010204765.9公开了一种基于芳纶纤维的电池隔膜的制备方法，所制备的电池隔膜以超短芳纶纤维为主，配加芳纶沉析纤维抄造而成，并通过调整纤维配方和成形工艺可满足电池隔膜特定的透气性和孔隙率要求。但其显著增加了隔膜重量和厚度，占据电池内部空间，不利于提高锂离子电池的提及能量密度。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供了一种高透气性聚合物涂覆隔膜及其制备方法和应用，制备的聚合物涂覆隔膜孔隙率高、涂层表面孔分布均匀，显著提升了锂离子电池隔膜的综合性能。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种高透气性聚合物涂覆隔膜的制备方法，具体步骤如下：

1)制备润湿基膜：将基膜的一侧浸泡在润湿液中，得到润湿基膜；

2)制备湿膜：将铸膜液涂覆在润湿基膜表层得到湿膜；

3)制备初成膜：将湿膜浸泡在改性凝固浴中，得到初成膜；

4)制备高透气性聚合物涂覆隔膜：将初成膜经去离子水浸泡、干燥得到高透气性聚合物涂覆隔膜。

优选地，所述基膜为聚烯烃类薄膜或陶瓷涂布膜，例如聚乙烯多孔膜、聚酰亚胺多孔膜或聚丙烯多孔膜。

进一步地，所述润湿液制备过程如下：将润湿剂加入去离子水中溶解分散得到质量分数浓度为1～5％的润湿液。

优选地，所述润湿剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步地，步骤1)中，所述浸泡的时间为10秒～5分钟。

进一步地，所述铸膜液的配制过程如下：将聚合物、造孔剂和溶剂混合，在加热下搅拌混合，静置脱泡后，得到。

优选地，所述聚合物、造孔剂和溶剂的质量比为1:(0.025～0.27):(3.85～8.95)。优选地，所述聚合物、造孔剂和溶剂的质量比为1:0.025:3.85、1:0.05:4.0、1:0.1:4.5、1:0.2:5.0、1:0.25:6.0、1:0.05:7.0、1:0.05:8.0等。