[发明专利]一种耐高温涂布膜、制备方法及其电化学装置

说明书

本发明涉及锂电池隔膜领域，具体公开了一种耐高温涂布膜及其制备方法，包括基材及基材至少一个表面上有涂布浆料；所述涂布浆料包括以下质量百分比的各组分：紫外光引发剂0.01～5％，紫外光交联剂0.01～5％，去离子水0～50％，高分子乳液0～90％，粘结剂0～10％，分散剂0～5％，有机溶剂5～70％。采用特殊配方的涂布浆料涂布至基材的至少一面，基材同等厚度时，本发明耐高温涂布膜透气率等理化性能相当，且有相当或很低的闭孔温度及很高的破膜温度，本发明耐高温涂布膜的热学性能优异，有很大的安全区间，应用在电池中时，可以达到防止电池过热短路，有效保证电池机械及高温滥用场景的安全，电池整体安全系数得到了大幅度提升。

技术领域

本发明涉及电池隔膜领域，具体涉及一种耐高温涂布膜、制备方法及其电化学装置。

背景技术

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，隔膜主要具有两个功能，第一个是电子绝缘，即保证锂离子电池正负极之间实现电子绝缘，防止短路的发生。第二个功能是导通离子，电解液能够渗入隔膜的多孔结构内部，使得离子能够穿过隔膜，实现离子导通。

在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻值等，直接影响着电池容量、循环以及安全性能等。可以说，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有决定性的作用，随着锂电池发展不断深入，对隔膜的性能要求越来越高。在高能量密度方面，要求基膜、涂层轻薄化，采用粘性涂层提升电芯体积能量密度；长寿命方面，需要增强隔膜的保液性、浸润性，提高锂离子导电率，增加电池硬度，抑制电池循环变形；在高安全性方面，需要采用超高强度基膜，提高基膜破膜温度，降低闭孔温度，抑制枝晶形成，降低电池漏液、自燃等风险。

从电池隔膜闭孔温度到破膜温度的温度区间，是电池可承受高温的安全区间，该温度区间越大，电池受高温影响时安全系数越高，因此，降低闭孔温度，提高破膜温度对提高电池整体安全性能至关重要。现有技术中高安全性隔膜一般采用PE/PP多层复合隔膜、高耐热陶瓷等技术手段实现。采用PP/PE多层共挤制备复合隔膜的方式，由于PP/PE拉伸加工温度差异较大，导致PP/PE复合挤出拉伸加工难度较大；而采用高耐热陶瓷涂布方式，可在隔膜表面形成一层陶瓷涂层，可有效提高隔膜高温尺寸稳定性，但是隔膜破膜温度取决于涂布基膜，陶瓷涂层对整个隔膜的破膜温度基本没有影响。虽然陶瓷涂布可以提高整体耐高温尺寸稳定性，但是当温度过高时，陶瓷涂层即便是可以维持膜结构，但是基膜层破膜，将导致闭孔效果消失。

专利CN201310111465.X和CN201610786396.6提供了耐高温隔膜的制造方法，但是均是在耐高温的无纺布基膜上进行低闭孔温度涂层的改进。

发明内容

有鉴于此，本发明期望提供一种耐高温涂布膜及其制备方法，来解决上述技术难题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明目的在于提供一种耐高温涂布膜，包括基材及基材至少一个表面上有涂布浆料；所述涂布浆料包括以下质量百分比的各组分：紫外光引发剂0.01～5％，紫外光交联剂0.01～5％，去离子水0～50％，高分子乳液0～90％，粘结剂0～10％，分散剂0～5％，有机溶剂5～70％。

进一步地，所述涂布浆料包括以下质量百分比的各组分：紫外光引发剂0.01～2％，紫外光交联剂0.7～3.5％，去离子水0～50％，高分子乳液0～83％，粘结剂0～4.5％，分散剂0～1.5％，有机溶剂8～58％。

进一步地，所述基材为聚烯烃隔膜或含有陶瓷涂层的聚烯烃隔膜。

更进一步地，所述聚烯烃隔膜或含有陶瓷涂层的聚烯烃隔膜中的聚烯烃为下列结晶性聚合物中的一种或两种以上混合物：聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚1-己烯、聚1-辛烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步地，所述有机溶剂为可以与水以任意比例互溶的有机溶剂。