[实用新型]一种聚合物复合锂电池隔膜

说明书

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种聚合物复合锂电池隔膜。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点而被广泛用作各种移动设备的电源。锂离子电池中，隔膜的主要作用是分隔电池正、负极，防止两极接触而短路。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的性能。

为了增强隔膜的耐高温性能，现有的聚合物复合锂电池隔膜，通常是将耐高温的无机粒子涂覆在聚合物微孔膜表面，其中，无机粒子涂层在高温条件下，能阻止隔膜收缩，减少隔膜的短路率。但是，随着电池循环次数增加，无机颗粒间粘结剂可能出现失效现象，造成无机粒子掉粉，会使得隔膜的热收缩率增加。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构改进的聚合物复合锂电池隔膜。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种聚合物复合锂电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜一面或两面的无机粒子涂层，以及涂覆在无机粒子涂层表面的至少一层聚合物树脂涂层；无机粒子涂层为耐高温树脂形成的网络结构，无机粒子均匀镶嵌于该网络结构中。

需要说明的是，本申请的聚合物复合锂电池隔膜，一方面，通过耐高温树脂形成的网络结构将无机粒子固定，避免了掉粉现象，增强隔膜耐温性能；另一方面，涂覆在无机粒子涂层表面的聚合物树脂涂层，能使电池的电解液凝胶化，从而避免电解液泄漏，增强了电池的安全性能。

优选的，聚合物树脂涂层的原材料为聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、偏氟乙烯-三氟氯乙烯聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈，和丁二烯-丙烯晴共聚物中的至少一种。

优选的，耐高温树脂为聚砜、聚醚砜、聚苯基硫醚、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、间位芳酰胺、对位芳酰胺、聚四氟乙烯及其衍生物、共聚物或混合物中的至少一种；优选为间位芳香族聚酰胺、对位芳香族聚酰胺、间位芳香族聚酰胺与聚酰亚胺的混合物、对位芳香族聚酰胺与聚酰亚胺的混合物中的至少一种；更优选为间位芳香族聚酰胺与聚酰亚胺的混合物、对位芳香族聚酰胺与聚酰亚胺的混合物中的至少一种。

优选的，无机粒子为氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种；优选为氧化铝、氢氧化铝中的至少一种。

优选的，基膜为聚烯烃单层多孔膜或聚烯烃多层多孔膜；优选为聚乙烯多孔膜或聚丙烯多孔膜。

本申请的另一面公开了本申请的聚合物复合锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤，

(a)将含有耐高温树脂、无机粒子、有机溶剂、不良溶剂、助溶剂、稳定剂和粘结剂的涂布液涂布在基膜的至少一个表面上；

(b)将步骤(a)的产物浸渍在含有溶解芳纶的有机溶剂、不能溶解芳纶的不良溶剂及水的混合液中，使耐高温树脂析出固化；

(c)对步骤(b)的产物进行水洗除去溶剂及不良溶剂；

(d)对步骤(c)的产物进行干燥，即获得具有无机粒子涂层的基膜；

(e)在步骤(d)的具有无机粒子涂层的基膜表面，即无机粒子涂层表面，涂覆含聚合物树脂颗粒的悬浮浆料，形成聚合物树脂涂层，获得所述聚合物复合锂电池隔膜。

优选的，步骤(e)中，涂覆的方法为浸渍涂布、凹版印刷、喷雾涂布、挤压涂布、静电纺丝和转移涂布中的至少一种。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的聚合物复合锂电池隔膜，将无机粒子镶嵌在耐高温树脂网络中，有效的解决了聚合物复合锂电池隔膜掉粉的问题，增强隔膜耐温性能；同时，聚合物树脂涂层，能够使电解液凝胶化，从而解决了电解液泄漏的问题，增强了电池的安全性能。

附图说明

图1是本申请实施例中聚合物复合锂电池隔膜的结构示意图；

图2是本申请实施例1中涂覆无机粒子涂层基膜的表面电镜扫描结果图；

图3是本申请实施例1中涂覆聚合物树脂涂层和无机粒子涂层隔膜的表面电镜扫描结果图；

图4是本申请实施例2中涂覆无机粒子涂层基膜的表面电镜扫描结果图；

图5是本申请实施例2中涂覆聚合物树脂涂层和无机粒子涂层隔膜的表面电镜扫描结果图。

具体实施方式