[发明专利]一种耐高温改性隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温改性隔膜及其制备方法，包括如下步骤：1)将耐高温树脂、固化剂、固化促进剂和溶剂混合均匀，制备耐高温树脂前驱体溶液；2)将收卷态的隔膜基材静置于盛有耐高温树脂前驱体溶液的浸置槽内，抽真空静置；3)将静止后的收卷态隔膜破真空取出，干燥固化得到耐高温改性隔膜。本发明制备的耐高温改性隔膜，包括多孔的隔膜基材和立体耐高温聚合物支撑层，所述立体耐高温聚合物支撑层覆盖于隔膜基材的表面和内部孔隙中，能够有效解决改性前驱体溶液对隔膜浸润性不良的问题，提高隔膜的耐热性，保障电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种耐高温改性隔膜及其制备方法。

背景技术

当今世界能源危机日益严重，锂离子电池作为新能源受到广泛的重视。如今锂离子电池已经应用于手机、相机、笔记本电脑、汽车等产品中。而在锂离子电池的应用中，最为人们所担心的就是由于电池放热升温导致的燃烧起火、甚至爆炸等安全性问题。锂离子电池中隔膜最主要的作用就是隔离正负极，因此隔膜是保障锂离子电池安全的关键部件。

目前商用的主流隔膜为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，还有部分是采用无纺布、聚酰亚胺(PI)等等。聚烯烃隔膜的优点是具有热关闭功能，能够提升安全性。但缺点也十分明显，聚烯烃隔膜在更高的温度下会发生收缩和熔融现象。

为了提高隔膜的热稳定性，可以采用对隔膜进行复合改性的方式。目前广泛采用的方法是在基膜上涂覆由无机陶瓷和粘结剂组成的陶瓷层，由于无机陶瓷层具有较好的热稳定性和机械性能，较大地提高了电池的安全性能。但陶瓷浆料涂层与隔膜基体的粘结强度不高，陶瓷隔膜的耐热性还有进一步提升的空间。

此外，由于改性前驱体溶液与隔膜之间的亲和性不强，涂覆工艺不利于溶液进入隔膜内部孔隙中形成支撑层。现有技术对陶瓷涂覆隔膜的进一步改性基本上采用平铺态隔膜二次涂覆的方式进行，涂覆后树脂溶液仅停留在隔膜表面，对隔膜的耐热性提升空间十分有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种耐高温改性隔膜及其制备方法，解决了上述背景技术中平铺态隔膜二次涂覆渗透性不佳的问题，其次还解决了隔膜耐热性不良的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种耐高温改性隔膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将耐高温树脂、固化剂、固化促进剂和溶剂以4～7:0.1～2:0.01～0.8:91～94.5的质量比混合均匀，制备耐高温树脂前驱体溶液；所述耐高温树脂前驱体溶液的固形物含量为0.1～10wt％；

2)将收卷态的隔膜基材静置于盛有耐高温树脂前驱体溶液的浸置槽内，于-0.07～-0.1MPa的真空度下抽真空静置，时间为0.5～5h；

3)将静止后的收卷态隔膜破真空取出，置于50～120℃的鼓风烘箱中干燥和固化，干燥和固化时间为1～36h，得到耐高温改性隔膜。

在本发明一较佳实施例中，制备过程中采用改性装置，所述改性装置包括真空装置、真空管道、防倒吸装置、浸置槽、多孔卷轴和若干柔性多孔夹板；所述多孔卷轴用于收卷隔膜基材，所述柔性多孔夹板设置于隔膜基材的夹层内，多孔卷轴的轴心部镂空并通过真空管道连通至真空装置，所述防倒吸装置设置于真空管道。

在本发明一较佳实施例中，所述收卷态的隔膜基材卷绕于多孔卷轴上，且在收卷时，每收卷1～10mm厚度时夹入柔性多孔隔板，所述多孔卷轴的轴心部镂空并与真空装置连通，多孔卷轴的轴心部相对真空度为-0.07～-0.1MPa。

在本发明一较佳实施例中，所述柔性多孔隔板厚度为0.1～10mm、宽度为5～50cm、孔径1～50mm，所述多孔卷轴的直径为10～20cm、孔径1～50mm。