[发明专利]一种溶胶涂层隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。本发明通过一种含有聚酰亚胺粘结剂和纳陶瓷粉的涂覆浆料对基膜进行改性，提高了电池隔膜的热稳定性、粘接性及离子电导率，有效防止电极与隔膜的错层，提高电池的安全性，适合广泛推广与使用。

技术领域

本发明涉及电池隔膜领域，具体是一种溶胶涂层隔膜及其制备方法。

背景技术

电池隔膜为设置在电池负极和电池正极之间的一层隔膜材料，用于隔离电池的正极和负极，并阻碍电池内的电子通过，使得电解液中的离子在电池的正极和负极之间自由通过，电池隔膜的制备分为干法和湿法两种，其中湿法制备得到的隔膜，具有双向拉伸强度高，穿刺强度大的特点，正常的工艺流程不会造成穿孔，微孔尺寸比较小且分布均匀，力学性能和产品均一性更好，适合做高容量电池，湿法隔膜的高孔隙率和透气率使电池具有更高的能量密度和更好的充放电性能，可以满足动力电池的大电流充放电，在动力电池市场主要被国内知名锂电池厂商采用，但目前商业锂电池隔膜应用比较广泛的湿法隔膜其热稳定性较差，润湿性、孔隙率和电解液的吸收率等比较低，一般使用单一的粘结剂，粘结效果一般，在高温条件下性能差，容易发生电机与隔膜的错层，存在安全隐患，不足以满足动力电池使用的要求。因此，我们提出一种溶胶涂层隔膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种溶胶涂层隔膜及其制备方法，包括基膜和涂覆膜，所述涂覆膜位于基膜的上下两表面中的一面或双面，所述涂覆膜由涂覆浆料制备而成，所述涂覆浆料包括以下组分：聚酰亚胺粘结剂、辅助粘结剂、乳化剂、溶剂、纳米陶瓷粉。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚酰亚胺粘结剂与纳米陶瓷粉的重量比为(5：4)～(10：3)，所述辅助粘结剂与聚酰亚胺粘结剂/纳米陶瓷粉混合物的重量比为5～20％，所述辅助粘结剂与溶剂的重量比为4～30％，所述辅助粘结剂与乳化剂的重量比为2～10％。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚酰亚胺粘结剂为含氟聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰亚胺、以酮酐为单体的聚酰胺酰亚胺、降冰片烯二酸酐、以降冰片烯二酸酐为单体的单酯封端聚酰亚胺、以降冰片烯二酸酐为单体的乙炔封端聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺中的一种或多种。

在上述技术方案中，聚酰亚胺粘结剂具有优秀的综合性能，能够在-200～+260℃温度范围内保持优良的力学性能和电绝缘性，可在此温度范围内长期使用，且具有较好的耐磨性、优良的耐热性、耐辐射性和较好的尺寸稳定性。

作为本发明的一种优选实施方式，所述辅助粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。

在上述技术方案中，辅助粘结剂能够在纳米陶瓷粉进行制浆时确保其均匀性和安全性，且对涂覆浆料中的颗粒起到粘接性作用。

作为本发明的一种优选实施方式，所述乳化剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯中的一种或多种。

在上述技术方案中，乳化剂能够改善涂覆浆料中各组分间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。

作为本发明的一种优选实施方式，所述溶剂为水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的一种或多种。

作为本发明的一种优选实施方式，所述纳米陶瓷粉为氧化铝、氧化硅、勃姆石、氧化钙、氧化镁中的一种或多种。

在上述技术方案中，纳米陶瓷粉的颗粒之间会形成孔隙，使得所制的隔膜表面具备多孔结构，应用于电池中，电池中的电解液会对隔膜的多孔结构进行填充，为锂离子的流通提供便捷的路径。