[发明专利]一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法，属于锂离子电池隔膜技术领域。该锂离子电池隔膜包括隔膜基材和涂覆在隔膜基材表面上的涂层，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5～20份、第二光固化单体1～10份、第三光固化单体1～10份、光引发剂0.35～2份、造孔剂0.5～5份、溶剂53～92.15份；其中，所述第一光固化单体为含有酰胺键或苯环结构的单体，所述第二光固化单体为多官能团丙烯酸酯单体，所述第三光固化单体为含有羟基基团的单体。本发明的隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性，且透气性好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，具体涉及一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

在现有聚烯烃隔膜涂覆技术中，一般以无机陶瓷涂层涂覆隔膜来改善耐热性和浸润性、以PVDF等聚合物涂层涂覆隔膜来改善隔膜粘结性和浸润性，也有采用无机陶瓷材料和PVDF共混的涂层涂覆隔膜从而使隔膜的耐热性、粘结性、浸润性得以改善。目前隔膜涂覆用的聚合物的分子量在数十万乃至上百万之间，通常来说聚合物的分子量越大，涂层的粘结性越好。但是聚合物分子量大，涂层干燥后成膜连续，无法形成多孔涂层，会堵住隔膜的孔隙，使透气值降低，从而影响锂离子的传导，进而影响锂离子电池的寿命。

为了改善此问题，现有技术中的解决方法有将聚合物制成纳米微球，也有通过溶剂致相分离的方法使得聚合物在溶剂的萃取作用下形成多孔结构复合膜从而避免透气值降低的问题。但以上方法效果均不佳，隔膜的透气值或多或少仍有下降，且部分工艺繁琐、生产过程中污染大。采用光固化技术对隔膜直接进行接枝改性是本领域目前的研究热点，其可以最大限度的避免降低隔膜的透气性同时提高隔膜的耐热性、粘结性、浸润性。如中国专利CN201310438265.5通过使用紫外线照射隔膜处理后置于纯氮保护的单体中进行接枝改性，改善电解液的亲和性，但此法得到的薄膜耐热性仍较差。CN201510174309.7通过可光固化的聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯和无机纳米粒子混合进行提拉法涂布改性，改善了耐热性、浸润性和粘结性；但聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯此类型低聚物的分子量一般仍较大，且成膜性太好，容易堵住隔膜微孔，专利中也并无透气性的性能测试。CN202010509754.5通过在隔膜熔融生产阶段加入活性官能团单体进行接枝改性，改善隔膜润湿性，但此工艺会影响隔膜基膜的稳定性。

鉴于此，十分有必要研发一种能够使隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性且不影响透气性的固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光固化改性的锂离子电池隔膜，经过改性后的隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性，且透气性好。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种光固化改性的锂离子电池隔膜，其包括隔膜基材和涂覆在隔膜基材表面上的涂层，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5~20份、第二光固化单体1~10份、第三光固化单体1~10份、光引发剂0.35~2份、造孔剂0.5~5份、溶剂53~92.15 份；其中，所述第一光固化单体为含有酰胺键或苯环结构的单体，所述第二光固化单体为多官能团丙烯酸酯单体，所述第三光固化单体为含有羟基基团的单体。

作为本发明优选的实施方式，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5~10份、第二光固化单体1~5份、第三单体光固化单体1~5份、引发剂0.5~1份、造孔剂3~4份、溶剂75~89.5 份。

作为本发明优选的实施方式，所述第一光固化单体包括但不限于丙烯酰吗啉（ACMO）、N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)、二甲基丙烯酰胺（DMAA）、二乙基丙烯酰胺（DEAA）、异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N-乙烯基己内酰胺（NVC）、(乙氧基)苯酚丙烯酸酯(PHEA)、苄基丙烯酸酯(BZA)中的一种或任意两种以上的组合。