[发明专利]耐高温、高强度隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温、高强度隔膜及其制备方法，耐高温、高强度隔膜的制备方法包括以下步骤：在基膜上涂覆水系陶瓷浆料，烘干，得到陶瓷涂层隔膜；在陶瓷涂层上涂覆芳纶浆料，萃取，得到耐高温、高强度隔膜；其中，制备水系陶瓷浆料的方法为：向去离子水中加入陶瓷粉和分散剂，混合均匀，再加入增稠剂、消泡剂和粘结剂，混合均匀，得到水系陶瓷浆料，其中，陶瓷粉为勃姆石粉或氧化铝粉；制备芳纶浆料的方法为：在搅拌条件下，将油性溶剂和PMIA加热，得到芳纶浆料。陶瓷涂层将基膜与芳纶涂层隔开，可以防止高温条件下基膜软化形变过程中带动芳纶涂层造成形变，影响隔膜整体的耐高温性能。

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种耐高温、高强度隔膜及其制备方法。

背景技术

现阶段涂层隔膜越来越普及，国内隔膜厂商一般是通过在PE基膜上进行氧化铝或勃姆石等陶瓷涂覆来达到耐高温性能(即高温下的热收缩性能，条件一般为130℃*1h)。其中，PE基膜提供较高的机械强度，氧化铝/勃姆石等陶瓷涂层提供130℃*1h的耐高温特性，即热收缩性能良好。但是，当温度上升到150度之后，因为PE基膜低熔点(135℃)的特性，隔膜会逐渐软化甚至融化，此时隔膜机械强度不足，容易被刺穿造成短路，在锂离子电池应用过程中容易存在安全隐患。该问题急迫需要被解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温、高强度隔膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的耐高温、高强度隔膜，该耐高温、高强度隔膜在高温下(150℃)同时具备耐高温性能和高机械强度，从而提高锂电池的安全性。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种耐高温、高强度隔膜的制备方法，包括以下步骤：

1)在基膜上涂覆水系陶瓷浆料，以使在基膜上形成陶瓷涂层，烘干，得到陶瓷涂层隔膜；

2)在所述陶瓷涂层上涂覆芳纶浆料，以在陶瓷涂层上形成芳纶涂层，萃取，得到耐高温、高强度隔膜；其中，

制备所述水系陶瓷浆料的方法为：向8-15质量份数的去离子水中加入4.0-7.5质量份数的陶瓷粉和0.02-0.2质量份数的分散剂，混合均匀，再加入0.03-0.1质量份数的增稠剂、0.1-1质量份数的消泡剂和0.2-1.0质量份数的粘结剂，混合均匀，得到所述水系陶瓷浆料，其中，陶瓷粉为勃姆石粉或氧化铝粉；

制备所述芳纶浆料的方法为：在搅拌条件下，将油性溶剂和PMIA于70-90℃加热30～120min，得到所述芳纶浆料，其中，按质量份数计，所述油性溶剂和PMIA的比为(80-97)：(3-20)。

在所述步骤1)中，所述陶瓷涂层的厚度为2-4μm。

在所述步骤1)中，所述烘干的温度为30-80℃，所述烘干的时间为1-5min。

在所述步骤1)中，涂覆方式为微凹版辊涂。

在所述步骤1)中，所述基膜为PE。

在所述步骤2)中，所述芳纶涂层的厚度为1～3μm。

在所述步骤2)中，涂覆方式为微凹版辊涂。

在所述步骤2)中，萃取所采用的萃取剂为水或混合液，混合液为水和DMAC的混合物，混合液中DMAC的浓度为20～50wt％。

在上述技术方案中，所述油性溶剂为DMAC、DMF和NMP中的一种或多种的混合物。

在上述技术方案中，所述分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类、丙烯酸盐类或低分子蜡类，所述增稠剂为PVA、PEG、PVP或CMC，所述消泡剂为醇类或聚醚改性聚二甲基硅氧烷乳液，所述粘结剂为聚丙烯酸酯。