[发明专利]芳纶涂覆耐热锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池隔膜制造技术领域，针对耐热涂层与基膜粘接不牢的问题，提供了一种芳纶涂覆耐热离子电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜表面的耐热涂层，耐热涂层包括以下质量份数的组分：芳纶纤维80‑100份；二甲基亚砜70‑75份；乙烯‑醋酸乙烯共聚物5‑7份；碳酸氢氨0.5‑1份。一种芳纶涂覆耐热锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：S1、耐热涂层浆料的制备；S2、耐热涂层的涂覆；S3、干燥成膜。通过加入乙烯‑醋酸乙烯共聚物作为胶黏剂，乙烯‑醋酸乙烯共聚物与聚乙烯具有很好的相容性，将乙烯‑醋酸乙烯共聚物均匀分散于耐热涂层中并均匀涂抹于基膜上，有利于增强耐热涂层与基膜的粘接力，从而使得耐热涂层不容易与基膜分离。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜制造技术领域，更具体地说，它涉及一种芳纶涂覆耐热锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。

锂离子电池隔膜是一种多孔膜。锂离子电池隔膜在锂离子电池中的主要作用时隔离电池正负极，防止电池内部短路；提供锂离子在充放电过程中的迁移的通道，允许锂离子通过。

现有的隔膜主要材料均为聚烯烃材料，即聚烯烃微孔膜。但是，聚烯烃热稳定性差，为进一步提高锂电池隔膜的热稳定性，通常在隔膜表面涂覆耐高温涂层。陶瓷可以在水中分散，环保性好，目前已广泛用于隔膜的涂覆，以制备成热稳定性好的耐高温陶瓷涂层隔膜。但陶瓷作为无机材料，陶瓷与有机隔膜基膜的相容性差，从而使得陶瓷容易与有机隔膜分离，即掉粉，进而使得陶瓷涂层的耐高温性能下降，容易影响电池的性能，因此，仍有改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种芳纶涂覆耐热锂离子电池隔膜，具有耐热涂层与基膜的粘接力强的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种芳纶涂覆耐热锂离子电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的耐热涂层，所述基膜为聚乙烯微孔膜，所述耐热涂层包括以下质量份数的组分：

芳纶纤维80-100份；

二甲基亚砜70-75份；

乙烯-醋酸乙烯共聚物5-7份；

碳酸氢氨0.5-1份。

采用上述技术方案，通过加入乙烯-醋酸乙烯共聚物作为胶黏剂，乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚乙烯具有很好的相容性，从而有利于增强耐热涂层与基膜的粘接力，使得耐热涂层不容易与基膜分离，进而有利于提高耐热涂层的稳定性，使得锂离子电池隔膜的性能不容易受到影响，进而有利于延长锂离子电池隔膜的耐久性；通过加入芳纶纤维，芳纶纤维上含有极性以及氢键缔合能力均较强的酰胺键，相邻酰胺键之间容易形成氢键，同时，芳纶纤维上的苯环以及分子间的氢键结构使得分子链难以内旋转，使得分子链难以折叠，从而有利于分子链呈伸展的刚性结构，有利于分子之间排列紧密，进而有利于提高分子链的结构稳定性，使得耐热涂层的拉伸强度以及抗穿刺强度均增强；通过采用二甲基亚砜作为溶剂，芳纶纤维以及碳酸氢氨在二甲基亚砜中均具有良好的溶解性，从而有利于碳酸氢氨均匀分散于耐热涂层中，进而使得微孔在耐热涂层中的分布更加均匀，有利于提高耐热涂层的透气性，使得耐热涂层的离子电导率提高，进而使得耐热涂层对锂离子具有更好的透过性。

本发明进一步设置为：所述耐热涂层还包括以下质量份数的组分：

聚酰亚胺5-8份。

采用上述技术方案，通过加入聚酰亚胺，聚酰亚胺具有很强的耐高温性能，从而有利于提高耐热涂层的耐高温性能，使得耐热涂层的稳定性提高；同时，聚酰亚胺上极性极强的酰胺基还容易与芳纶纤维上的酰胺基形成氢键，有利于分子之间互相交联以形成网状结构，使得分子链之间难以转动，从而有利于增强耐热涂层的拉伸强度以及抗穿刺强度，使得耐热涂层的耐久性能提高。