[发明专利]一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法和锂离子电池隔膜

说明书

本发明提供一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法和锂离子电池隔膜，所述方法包括：将聚酰亚胺溶解于溶剂中，获得聚酰亚胺溶液；在聚酰亚胺溶液中加入原料，其中，所述原料先聚合形成芳香族聚酰胺，之后所述芳香族聚酰胺和聚酰亚胺的分子链互相贯穿，形成互穿聚合物，获得聚合物溶液；在所述聚合物溶液中加入陶瓷粉末，分散后获得所述锂离子电池隔膜浆料。本发明合成的浆料含有由两种耐高温聚合物形成的互穿聚合物，互穿聚合物是分子链相互贯穿的特殊聚合物结构，该结构使聚合物分子链之间作用力增大，另外，两种聚合物相分离析出时会产生较多缝隙，含有该结构的浆料用于隔膜中，不仅能够提高锂离子电池隔膜的耐热性，而且能够提高隔膜的透气性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法和锂离子电池隔膜。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点而被广泛用作各种移动设备的电源，尤其是在电动汽车领域，大倍率充放性能的动力电池倍受青睐。随着锂二次电池在电动汽车上的大量应用，高容量化、高输出化、高安全性已成为动力电池发展的方向。相应地，锂电池隔膜也不断向着高耐热，高安全的方向发展。

作为耐热性优异的芳香族聚酰胺等芳香族聚合物，被广泛用于涂覆在耐热性欠缺的以聚烯烃为主成分的多孔膜上并形成耐热立体网状纤维层，用于提高非水电解液二次电池的安全性。但是由于致密的网状结构又使得多孔膜离子通过性被大大的阻碍，从而影响电池的容量和效率。因此，保证锂电池隔膜高耐热的同时，解决透气性成为关键。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法和锂离子电池隔膜，用于解决现有技术中由于成型工艺不当，利用芳香族聚酰胺很难制备出结构稳定，网孔多而均匀的涂覆膜，进而无法使锂电池隔膜具有较高耐热性的同时拥有优异的透气性能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种锂离子电池隔膜浆料的制备方法，所述锂离子电池隔膜浆料的制备方法至少包括：

1)将聚酰亚胺溶解于溶剂中，获得聚酰亚胺溶液；

2)在所述聚酰亚胺溶液中加入原料，其中，所述原料先聚合形成芳香族聚酰胺，之后所述芳香族聚酰胺与所述聚酰亚胺的分子链互相贯穿，形成互穿聚合物，获得聚合物溶液；

3)在所述聚合物溶液中加入陶瓷粉末，分散后获得所述锂离子电池隔膜浆料。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，所述聚酰亚胺包括脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺中的至少一种。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，所述溶剂包括N-甲基比咯烷酮，N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺及二甲亚砜及磷酸三乙酯中的一种或多种。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，所述芳香族聚酰胺包括聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯甲酰胺及聚苯飒对苯二甲酰胺中的至少一种。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，所述互穿聚合物中，所述聚酰亚胺和所述芳香族聚酰胺的质量比介于3:7至7:3之间，所述互穿聚合物的特性粘度介于0.5dL/g～1.5dL/g之间。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，步骤2)中，所述原料聚合形成芳香族聚酰胺的聚合温度介于10℃～30℃之间。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，步骤3)中，在所述聚合物溶液中加入陶瓷粉末之前，还包括对所述聚合物溶液进行稀释的步骤。

作为本发明锂离子电池隔膜浆料的制备方法的一种优化的方案，所述陶瓷粉末包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛及氧化锆中的一种或多种。