[发明专利]一种具有自交联作用的隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有自交联作用的隔膜及其制备方法。该隔膜包括基底以及形成在所述基底表面的水性组合物，所述水性组合物涂层中的水性组合物为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的纳米二氧化硅颗粒。将该具有自交联作用的水性组合物涂覆于隔膜基底材料上，得到具有自交联作用的隔膜，该隔膜能够有效地提升其高温抗收缩性能，改善其耐温特性；其次，该隔膜具有溶胀保液特性，能够提升对电解液的亲和性；同时，该涂层形成自交联膜层，能够有效增强涂层材料对隔膜基底的粘接效果，避免涂层从隔膜上脱离。该锂电池隔膜加工工艺简单，条件易控，生产效率高，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜领域，尤其涉及一种涂覆自交联组合物的锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大重量轻、无记忆效应、循环寿命长和无污染等优点，因此其近年来得到了广泛的研究和应用，并已经成为各类电子产品的主力电源，广泛的应用于手机、数码、工具、汽车等各个领域。

锂离子电池主要由正负电极材料、电解质及隔膜组成。其中，隔膜主要用于分离电池的正、负极，防止正负两极接触而短路。此外，隔膜还用于保障电解质离子的通行。作为锂电池中最为重要的组成部分之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。现有锂离子电池隔膜通常采用聚烯烃材质的微孔膜，但由于该材料耐温性差、与电解液浸润性差，影响了电池的性能表现，成为制约锂离子电池性能发展的瓶颈。

近年来，对锂离子电池隔膜的改性集中于利用不同的功能涂层提升隔膜相应的性能，通常采用陶瓷涂层提升隔膜高温下的收缩性能，采用聚合物涂层改善隔膜对电解液的润湿性或对电池极片的粘结性。又或是同时采用两种涂层，从两个方面改善隔膜性能，例如采用陶瓷和凝胶聚合物复合涂层隔膜，旨在增加电池的耐热性和电解液保持性。另外还有公开了加入磷酸三乙酯作为PVDF 的分散剂，使PVDF较好地分散在水中，以提高涂层的粘接性。但是单一涂层对电池性能提升有限，不能达到全面的性能提升；而多层复合涂层一般是进行两次涂覆，对隔膜本身透气性影响大，同时容易影响涂层的粘接性造成涂层脱落，从而影响该隔膜的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自交联作用的隔膜及其制备方法，旨在解决现阶段锂电池隔膜耐热性不高、保液性差及粘接不牢固的问题。

本发明实施例的另一目的在于提供一种含有锂电池隔膜的锂电池。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种具有自交联作用的隔膜，隔膜包括基底以及形成在基底表面的水性组合物，水性组合物为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的纳米二氧化硅颗粒。

本发明提供的有自交联作用的隔膜，水性组合物以纳米二氧化硅颗粒为基层，通过将聚甲基丙烯酸甲酯接枝到纳米粒子表面形成自交联层。将该具有自交联作用的水性组合物涂覆于隔膜基底材料上，得到具有自交联作用的隔膜，该隔膜能够有效地提升其高温抗收缩性能，改善其耐温特性；其次，该隔膜具有溶胀保液特性，能够提升对电解液的亲和性；同时，该涂层形成自交联膜层，能够有效增强涂层材料对隔膜基底的粘接效果，避免涂层从隔膜上脱离。该锂电池隔膜加工工艺简单，条件易控，生产效率高，降低了生产成本，仅需要一次涂布作业就可以实现，相对于两次涂布的复合隔膜，该隔膜具有较薄涂层，能够在提高其耐热性、保液性的同时缩小锂离子传递路径；并且不需要额外增加乳化剂和粘接剂将涂层与隔膜进行粘接，减少引入对电池有影响的杂质。

以及，一种锂离子电池，包括依次层叠的正极、隔膜和负极，所述隔膜为所述的具有自交联作用的隔膜。

本发明提供的锂离子电池，由于含有上述电池隔膜的制备方法而获得的电池隔膜，正是由于该电池隔膜耐热性能好，保液能力和离子电导率强，厚度薄，粘接性能好、杂质少，使得本发明锂离子电池具有大电流充放电能力。

具体实施方式