[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合隔膜，其特征在于，包括：

多孔基材和设置于所述多孔基材的一面或两面的耐热涂层，所述耐热涂层含有耐热性聚合物颗粒、无机填料和辅助粘合剂；

其中，所述耐热性聚合物颗粒含有平均粒径为10nm～200nm、玻璃化转变温度为Ts+40℃以上的耐热性树脂，其中Ts为所述多孔基材的熔点，所述耐热性树脂的重量平均分子量为4.0×10⁴～2×10⁶g/mol；所述无机填料的平均粒径为10nm～1000nm，所述无机填料选自陶瓷、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、硅酸盐、岭土、滑石、矿物和玻璃中的至少一种；

所述多孔基材的材料为熔点低于200℃的热塑性树脂；

所述复合隔膜在180℃热处理1h后电阻≥10³欧姆。

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，

所述耐热性树脂选自聚酰亚胺、芳纶1414、芳纶1413、芳纶1313、噻吩基芳纶、吡咯基芳纶、呋喃基芳纶、吡啶基聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚对苯撑苯并二噁唑和纤维素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于，

所述无机填料选自勃姆石、三氧化二铝、二氧化硅、钛酸钡、二氧化钛、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、氧化锆或氧化物固态电解质中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种复合隔膜，其特征在于，

所述耐热性聚合物颗粒占耐热性聚合物颗粒和无机填料的体积浓度为VP₁，所述耐热性聚合物颗粒的临界体积浓度为VP₀，粒径小于100nm的无机填料占耐热性聚合物颗粒和无机填料的体积浓度为VP₂，则VP₀、VP₁和VP₂满足如下关系：

(a)所述无机填料为一种或多种填料的混合物，且无机填料的平均粒径大于100nm，则满足：VP₀≤VP₁≤100％；

(b)所述无机填料为多种填料的混合物，且至少有一种填料的平均粒径小于100nm，则满足：VP₀≤VP₁+VP₂≤100％；

其中，VP₀＝0.685*DP/(0.685*DP+0.5233DT)，DP为所述耐热性聚合物颗粒的平均直径，DT为所述无机填料的平均直径。

5.根据权利要求4所述的一种复合隔膜，其特征在于，

所述耐热性聚合物颗粒占耐热性聚合物颗粒和无机填料总体积的体积比为VP₀～0.5×(VP₀+1)。

6.根据权利要求5所述的一种复合隔膜，其特征在于，

所述耐热性聚合物颗粒占耐热性聚合物颗粒和无机填料总体积的体积比为VP₀～0.5×(VP0+0.7)。

7.根据权利要求1所述的一种复合隔膜，其特征在于，

所述辅助粘合剂包括粘合剂和偶联剂，所述粘合剂的添加量为所述耐热性聚合物颗粒和无机填料总质量的0.5wt％～10wt％，所述偶联剂的添加量为所述耐热性聚合物颗粒和无机填料总质量的1wt％～20wt％。

8.根据权利要求7所述的一种复合隔膜，其特征在于，

所述偶联剂为硅烷偶联剂，且所述耐热涂层中来自所述硅烷偶联剂所引入的Si原子含量占所述耐热涂层质量的0.05wt％～5wt％。