[发明专利]基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜及其制备和应用，制备方法包括：以含邻苯二酚和双键的单体A、含双键且不含邻苯二酚的单体B和含双键且不含邻苯二酚的单体C为原料进行共聚反应，得到三元共聚物，将三元共聚物溶解在水和乙醇的混合液中，得到聚合物溶液；将聚合物溶液涂覆在陶瓷隔膜的表面，烘干后得到所述基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜。本发明提出的基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜及其制备和应用，所述制备方法过程简单，聚合速率快，得到的基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜浸润性好，热收缩率低，用于锂离子电池中提高了电池的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜及其制备和应用。

背景技术

锂离子电池由于电压高，能量密度大，循环寿命长，无记忆效应等优点，不仅广泛应用在消费电子领域中，也在电动汽车，混合动力车领域中大放异彩。

一般锂离子电池由正极，负极，电解液和隔膜组成。其中隔膜是一种可以实现物理隔离正负极同时又让锂离子通过的高分子材料。商品化的隔膜主要是聚烯烃隔膜，在常温下可以提供足够的机械强度和化学稳定性，但聚烯烃主要由碳氢键组成，具有疏水性，导致电解液浸润性差；同时聚烯烃隔膜离子电导率较低，并且会在高温条件下发生较大的热收缩(PE 120℃，PP 150℃)，会导致正、负极接触并迅速积聚热量，引起电池燃烧或爆炸，存在很大安全隐患。为了改善聚烯烃隔膜的稳定性和安全性，可以采用陶瓷隔膜，是在现有的聚烯烃微孔膜基材的表面上，单面或双面涂布一层均匀的、由陶瓷微颗粒等构成的保护层，形成多孔性的安全性功能隔膜。在保证聚烯烃微孔隔膜原有基本特性的基础上，赋予隔膜高耐热功能，降低隔膜的热收缩性，从而更有效地减少锂离子电池内部短路，防止因电池内部短路而引起的电池热失控。但目前商业陶瓷隔膜存在“掉粉”现象，这会极大的影响陶瓷隔膜在锂离子电池中的使用性能。自然界中，贻贝分泌的足蛋白中含有邻苯二酚基团，与各种衬底材料的共价作用或非共价作用(氢键、堆积作用力或范德华力等)实现在各种衬底材料表面的超强粘附，但是现有基于邻苯二酚的聚多巴胺具有很低的自聚合速率，且不具有粘度可调性，会限制其在实际生产中的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜及其制备和应用，所述制备方法过程简单，聚合速率快，且粘度可调，得到的基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜浸润性好，热收缩率低，用于锂离子电池中提高了电池的倍率性能和循环性能。

本发明提出的一种基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、以含邻苯二酚和双键的单体A、含双键且不含邻苯二酚的单体B和含双键且不含邻苯二酚的单体C为原料进行共聚反应，得到三元共聚物，将三元共聚物溶解在水和乙醇的混合液中，得到聚合物溶液；

S2、将聚合物溶液涂覆在陶瓷隔膜的表面，烘干后得到所述基于邻苯二酚的三元共聚物改性陶瓷隔膜。

优选地，在S1中，所述含邻苯二酚和双键的单体A为多巴胺甲基丙烯酰胺、3，4-二羟基苯-1-丙氨酸甲基丙烯酰胺、3，4-二羟基苯甲基醚-1-丙氨酸甲基丙烯酰胺中的一种。

优选地，在S1中，含双键且不含邻苯二酚的单体B和含双键且不含邻苯二酚的单体C均为2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、3-甲氧基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种。

优选地，在S2中，将聚合物溶液涂覆在陶瓷隔膜的表面的过程中，所采用的涂覆方式为旋涂、浸涂、微凹版、喷涂中的一种。

优选地，在S2中，所述陶瓷隔膜包括基膜和涂布于基膜表面的陶瓷层；所述陶瓷层的原料包括氧化铝、勃母石、二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铈、氧化镁中的一种或者多种的混合物。