[发明专利]一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

由于锂离子电池具有单体电压高、比能量高和自放电小等优点，因此被广泛应用于数码产品、电动工具和电动汽车等领域。目前商业化的锂离子电池的隔膜绝大部分是采用PP或PE为原料，通过单向或双向拉伸制备而成。然而由于聚烯烃材料为非极性，所制备的隔膜对电解液的浸润性较差，影响了锂离子电池的倍率性能，而这也在一定程度上制约了相关行业的发展。

目前已公开的专利和文献中，对聚烯烃隔膜的极性改性方法主要包括以下两种，方法一：将聚烯烃材料和极性材料共混提高隔膜极性；方法二：通过制备陶瓷浆料进行表面涂覆来提高隔膜的极性。然上述两种方法均存在一定的缺陷，对于方法一，由于聚烯烃材料极性较差，当其和极性材料共混时容易分相，造成隔膜性能的恶化，对于方法二，其只能提高隔膜表面的极性，而无法改善隔膜内部的极性。为了解决上述问题，有科研人员选用一些极性高分子材料，如PET、纤维素等，通过无纺布工艺制备锂离子电池隔膜，然通过该法制备的隔膜孔径较大、力学性能差，自放电较大。

目前关于隔膜表面和内部都具有高浸润性的隔膜还未见相关报道。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种对电解液具有高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的：

一种高浸润性的锂离子电池隔膜，在隔膜表面和内部均含有对锂离子电池电解液具有高浸润性的胶黏剂树脂。

所述胶黏剂树脂种类包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种以上的混合物；或丙烯酸共聚物树脂、环氧共聚物树脂、聚氨酯共聚物树脂中的一种或两种以上的混合物，优选丙烯酸树脂和丙烯酸共聚物树脂。

所述胶黏剂能够溶于乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的至少一种，优选为丙酮。

所述胶黏剂树脂的分子量为5000-500000，优选为10000-200000。

所述胶黏剂树脂的热变形温度≥120℃。

一种高浸润的锂离子电池隔膜制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在10-40℃下将胶黏剂树脂溶于溶剂里，得到混合物Ⅰ；

步骤2：通过微凹或模头涂布将混合物Ⅰ涂布至基膜表面；

步骤3：待溶剂浸入隔膜内部空隙中后在50-100℃下干燥烘干。

所用溶剂为乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的至少一种，优选为丙酮。

混合物Ⅰ中胶黏剂树脂的浓度为1-10％，优选为1.5-5％。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

通过本法制备的隔膜由于表面和隔膜内部孔隙中均带有对锂离子电解液具有很好浸润性的胶黏剂树脂，故可显著提高所制备隔膜的电化学性能，具体而言隔膜吸液率≥90％，隔膜面电阻≤0.8Ω.cm²，对电解液的接触角≤35°，此外本隔膜制备方法具有工序成熟、简单的优点。(本数据为以聚丙烯隔膜为基膜时所测)

具体实施方式

下面结合具体实施例和对比例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明，并不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体情况做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

以下实施例中，所用基膜为聚丙烯隔膜，所用胶黏剂树脂为丙烯酸树脂和丙烯酸共聚物树脂，所用溶剂为丙酮或乙醇。

实施例1

准确称量丙烯酸树脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)

实施例2

准确称量丙烯酸树脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)

实施例3