[发明专利]表面改性PMMA/PVDF混合涂覆的锂电池复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种表面改性PMMA/PVDF混合涂覆的锂电池复合隔膜及其制备方法；所述锂电池复合隔膜包括电池隔膜和涂覆于电池隔膜单侧或双侧的PMMA/PVDF混合涂层，所述PMMA/PVDF混合涂层包含偶联剂表面改性的PMMA颗粒和偶联剂表面改性的PVDF颗粒。本发明采用偶联剂对PMMA和PVDF表面进行改性，解决了PMMA与PVDF混合不均匀、容易沉降的问题，使得涂覆的膜面平整，良品率高，并且有效改善了隔膜的力学性能和粘接性，增加了电解液吸收，提高了离子电导率。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜材料领域，具体涉及一种表面改性PMMA/PVDF混合涂覆的锂电池复合隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池作为新型的二次电池，具有高能量密度、循环寿命长等优点，其应用范围不断扩展，被大量应用于便携式电子装置、电动工具、储能和动力汽车中，尤其随着新能源行业的快速发展，锂电池被越来越多的应用到动力汽车中。然而，频繁发生的锂电池安全事故日益引起了人们的广泛关注。其中，隔膜作为锂电池的重要组成部分，可以有效防止正、负极接触发生短路，对锂电池的安全性具有非常重要的影响，因此，锂电池性能的提升及安全性要求对隔膜的性能有着更高的要求。

聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜存在粘接性能和亲电解液性能不足的问题。为了改善聚烯烃隔膜的粘接性和电解液浸润性，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆PVDF涂层，这种涂层在一定程度上可以改善隔膜的粘接性，同时与电解液有良好的浸润性。随着锂电池的发展，对其隔膜的粘接性要求越来越高，单纯PVDF涂层不能达到相应要求，因此寻求下一代粘接性能优异的高端隔膜就成了当务之急。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，又称压克力、亚克力或有机玻璃，具有高强度，优异的抗拉伸和抗冲击的能力。而PMMA与PVDF混合，既可以影响PVDF的结晶度，增加电解液吸收和提高离子电导率，又可以改善隔膜的力学性能和粘接性。

但是，单纯的PMMA与PVDF混合涂覆效果并不理想，其中最主要的问题在于，PMMA与PVDF混合过程中配伍效果差，容易沉降，且混合不均匀，涂覆过程中导致膜面不平整，良品率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种表面改性PMMA/PVDF混合涂覆的锂电池复合隔膜及其制备方法，既可以有效解决PVDF粘接性能不足和结晶度影响离子电导率以及PMMA电解液浸润一致性差等问题，又可以解决PMMA与PVDF混合不均匀、容易沉降的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种表面改性PMMA/PVDF混合涂覆的锂电池复合隔膜，包括电池隔膜和涂覆于电池隔膜单侧或双侧的PMMA/PVDF混合涂层，所述PMMA/PVDF混合涂层包含偶联剂表面改性的PMMA颗粒和偶联剂表面改性的PVDF颗粒。

所述PMMA/PVDF混合涂层中，偶联剂表面改性的PMMA颗粒与偶联剂表面改性的PVDF颗粒之间的重量配比可以根据隔膜应用情况的需求而调整，优选的重量比为1:9-9:1。

所述偶联剂可以是各种常规偶联剂，作为优选的技术方案，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，比如KH-550、KH-570、KH-580等。

所述PMMA/PVDF混合涂层优选的厚度为0.1-4μm。

所述电池隔膜为聚烯烃基膜或在聚烯烃基膜上涂覆了无机陶瓷颗粒涂层的陶瓷隔膜；也即，PMMA/PVDF混合涂层可以直接涂覆在聚烯烃基膜上，也可以涂覆在包含无机陶瓷颗粒涂层的陶瓷隔膜上。

所述聚烯烃基膜可以为各种常规聚烯烃基膜，作为优选的技术方案，所述聚烯烃基膜为厚度5-40μm、孔隙率30-80％的聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜。