[发明专利]耐热涂层及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910301807.1 申请日: 2019-04-16
公开(公告)号: CN110205018B 公开(公告)日: 2021-01-29
发明(设计)人: 钱辉春;赵炯心;陈利 申请(专利权)人: 上海钱丰纺织品有限公司
主分类号: C09D181/10 分类号: C09D181/10;C09D179/08;C09D7/61;C09D7/63;H01M10/0525
代理公司: 上海统摄知识产权代理事务所(普通合伙) 31303 代理人: 辛自豪
地址: 201400 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 耐热 涂层 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种耐热涂层及其制备方法,耐热涂层主要由无机惰性纳米粉末、端氨基苯砜酰胺表面活性剂和基体材料组成,其中端氨基苯砜酰胺表面活性剂的末端氨基基团与砜基基团的摩尔比为1:5~8,耐热涂层的厚度为0.5~15微米,孔隙率为50%~80%,含耐热涂层的有孔薄膜的耐热温度可以达到300℃,耐热涂层的制备方法为:将无机惰性纳米粉末、端氨基苯砜酰胺表面活性剂和基体材料溶解于极性溶剂中形成涂层溶液后,涂布在有孔薄膜表面,去除极性溶剂后在有孔薄膜表面形成耐热涂层。含本发明的耐热涂层的有孔薄膜耐热收缩性能优良且厚度较小,可用作锂离子电池微孔隔膜,提高锂离子电池的受热安全性和比电容量。

技术领域

本发明属于涂层技术领域,涉及一种耐热涂层及其制备方法,特别是涉及一种超薄且耐热收缩性能优良的耐热涂层及其制备方法,具体地说涉及一种位于有孔薄膜表面的含有无机惰性纳米粉体的耐热涂层及其制备方法。

背景技术

通常用于锂离子电池微孔隔膜的材料是湿法或干法制备的聚乙烯微孔膜或聚丙烯微孔膜。在应用过程中该等膜因其耐热性差而导致了许多不安全问题。为此,许多生产商采用涂层的方式改善其耐热性,并取得了有益的效果,如一种多层锂电池隔膜(201721306659.5)、一种安全型锂电池隔膜(201820060059.3)等,然而这些发明虽然解决了耐热性的问题,却带来了新的问题,即涂层厚度较大,涂层厚度基本在2微米以上,有的甚至达到了5微米以上,涂层厚度较大会导致锂电池的效能大打折扣。为减小涂层的厚度,有人提出采用静电纺丝涂层的工艺,例如一种静电纺丝制备的锂电池阻燃纤维素隔膜(201310732338.1),这种锂电池阻燃纤维素隔膜虽然具有一定的耐热性,但其受到静电纺丝聚合体的限制,最高耐热温度不会超过200℃,其耐热安全性仍然受到质疑。

因此,研究一种厚度较薄且耐热性能优良的耐热涂层,进而保证锂离子电池的效能和受热安全性具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中耐热涂层无法兼顾较薄的厚度和优良的耐热性能的问题,提供一种耐热涂层及其制备方法。本发明主要是通过采用无机惰性纳米粉体作为耐热因子,并将其在涂层中以纳米级别地分散实现的。

为了达到上述目的,本发明采用的方案如下:

一种耐热涂层,主要由无机惰性纳米粉末(纳米粉末为惰性主要是为防止其与锂离子电池内的其它材料发生化学反应)、端氨基苯砜酰胺表面活性剂和基体材料组成;

端氨基苯砜酰胺表面活性剂的分子结构式为NH2-C6H4-SO2-C6H4-NH-[CO-C6H4-CO-NH-C6H4-SO2-C6H4]n-NH2,n为9~15,末端氨基基团与砜基基团的摩尔比为1:5~8,末端氨基基团与砜基基团的摩尔比会影响无机惰性纳米粉末在涂层中的分散程度,进而影响涂层的耐热收缩性能,当末端氨基基团与砜基基团的摩尔比过小时,砜基基团相对不足,端氨基苯砜酰胺表面活性剂与基体材料的结合性较差,当末端氨基基团与砜基基团的摩尔比过大时,氨基基团相对过少,端氨基苯砜酰胺表面活性剂与无机惰性纳米粉末的结合性较差,只有当端氨基苯砜酰胺表面活性剂与基体材料和无机惰性纳米粉末的结合性都相对较好时,才能均匀分散无机惰性纳米粉末,因此末端氨基基团与砜基基团的摩尔比为1:5~8;同时选用玻璃化温度≥300℃的基体材料,确保涂层整体的温度耐受性。

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