[发明专利]改性PMMA及其制备方法、及利用该改性PMMA制备高比能量阻燃锂电池隔膜的方法

说明书

本发明属于电池隔膜技术领域，特别是涉及一种改性PMMA及其制备方法、及利用该改性PMMA制得的高比能量阻燃锂电池隔膜的制备方法。本发明中改性PMMA是由胍盐中的活性基团通过引发剂AIBN与PMMA共聚物前驱体中的极性基团发生键合作用交联而成。高比容量阻燃性锂电池隔膜上的涂层为改性PMMA与聚硅氧烷复配混合而成。该隔膜具有有机‑无机杂化结构涂层，使其具有高的耐热性能、机械性能及阻燃性能。

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，特别是涉及一种改性PMMA及其制备方法、及利用该改性PMMA制得的高比能量阻燃锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池隔膜的发展随着科技创新自身要求的提高与国内外激烈的竞争而不断的改变。从体积上，隔膜的发展正朝着小以及厚的两个方向发展。如手机、笔记本电脑和一些便携式数码设备。为了迎合艺术潮流和小而轻便的需求，电芯一般需要做得非常小、重量轻，甚至具有一定的弯曲柔性，同时为了获取更高的能量密度，狭小的电池空间中需要容纳更多的电极材料，以至于电池厂家希望隔膜的厚度越薄越好。目前常用电池隔膜厚度一般20μm左右，涂覆陶瓷后厚度增加，面密度增加更多，达到正负极极片的厚度的20%左右，这也造成了严重的空间浪费，能量密度的降低，为了减少隔膜所占的空间，目前锂离子电池厂家普遍需求更薄的薄隔膜，这些隔膜的厚度可达到16μm以下，保证隔膜的轻薄提高原来的电池容量的同时，提高耐高温和阻燃性能即安全性能是对隔膜的一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性PMMA,使其具有阻燃性能，同时提供其制备方法是本发明的又一发明目的。

本发明的另一目的在于提供一种利用该改性PMMA制备高比能量阻燃锂电池隔膜的方法，该隔膜具有有机-无机杂化结构涂层，使其具有高的耐热性能、机械性能及阻燃性能。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种改性PMMA，由胍盐中的活性基团通过引发剂AIBN与PMMA共聚物前驱体中的极性基团发生键合作用交联而成。

进一步，所述引发剂AIBN的用量为PMMA共聚物前驱体重量的的0.05~0.1wt%。

进一步，所述胍盐为磷酸胍、氨基磺酸胍、磺酸胍、硫酸胍、硫氰酸胍、磷酸三胍、硫酸氨基胍等中的一种或多种。

进一步，所述PMMA及其共聚物前驱体为甲基丙烯酸甲酯、2-（羟甲基）丙烯酸甲酯、3，3-二甲基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯-乙基丙烯酸甲酯等中的一种或多种。

改性PMMA的制备方法，包括以下步骤：

S1：将胍盐在机械搅拌下溶解于第一溶剂中，搅拌均匀制成胍盐溶液；

S2：在N₂环境下，将胍盐溶液转移至超声浴中，加入引发剂AIBN后，再加入PMMA共聚物前驱体，加热至60~65℃反应3~3.5小时，制得交联的第一混合液；

S3：将混合液经洗涤抽滤后干燥，制得改性PMMA。

进一步，所述S1中，第一溶剂为水、乙醇、丙酮或甲醇中的一种或几种，所述PMMA共聚物前驱体、胍盐的用量分别为第一溶剂重量的5wt%～30wt%、0.5wt%～15wt%，且PMMA共聚物前驱体与胍盐配比为1∶0.1～1∶5。

利用改性PMMA制备高比容量阻燃性锂电池隔膜的方法，将改性PMMA溶解后均匀涂覆在聚烯烃隔膜上，经水洗干燥后制得成品。

利用改性PMMA制备高比容量阻燃性锂电池隔膜的方法，还包括以下步骤：