[发明专利]铝酸酯偶联剂对涂覆膜的改性方法

说明书

本发明涉及铝酸酯偶联剂对涂覆膜的改性方法，其特征在于制备步骤如下：将涂覆剂与溶剂、铝酸酯偶联剂混合，经过洗净、过滤、真空干燥等步骤制得改性涂覆剂。在反应釜中，混合改性涂覆剂、二甲基甲酰胺、聚偏氟乙烯‑六氟丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，使反应釜中溶液转变为粘稠液体；将粘稠液体涂覆在经过辐射处理基膜的表面上，干燥制得涂覆隔膜。

技术领域

本发明涉及铝酸酯偶联剂对涂覆膜的改性方法，具体涉及一种可用于锂电池、锂离子电池、聚合物电池和超级电容器的涂覆聚合物膜的制备方法，属于电池隔膜制备的技术领域。

技术背景

锂离子电池具有电压高、容量大、无记忆效应、寿命长等优点，广泛应用于移动电话、数码相机、笔记本电脑等数码产品和电动车、混合电动车等动力工具中。隔膜是锂离子电池的重要部件。在电池体系中，隔膜在正极和负极间起阻隔电子连通、导通离子的作用。隔膜对电池性能和安全使用有重要的作用。按照隔膜的生产工艺区分，锂离子电池的隔膜可分为干法膜、湿法膜及复合膜。商业化的干法膜、湿法膜及复合膜主要是聚烯烃类型的。主要有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚烯烃复合膜（如，PP/PE/PP,PE/PP）。在滥用情况下，锂离子电池可能在处于100～300℃高温区。这些聚烯烃隔膜在高温下会收缩变形，造成聚烯烃膜的锂离子电池存在安全隐患。

在聚烯烃薄膜上涂覆氧化铝等纳米材料，形成涂覆膜，可以明显改善聚烯烃隔膜的性能。涂覆膜已经应用于动力电池体系，改善了隔膜的耐热性和吸液保液性能和电池的安全性能。涂覆膜中有机材料赋予隔膜柔韧性，满足电池的装配要求。在高温条件下，涂覆膜中有机组分会熔融，堵塞隔膜的孔洞，减缓或阻止电池反应，从而保障电池的安全性。涂覆膜中无机材料分布在隔膜的外层，发挥刚性骨架的作用，能够保障锂离子电池的安全性。涂覆膜一般由基膜、粘合剂、无机纳米材料组成。

从涂覆涂层来看，研究过的无机纳米材料包括纳米Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、TiO₂、MgO、CaO、CaCO₃、BaSO₄、沸石、勃姆石、粘土等。Takemura等[Takemura D. , et al. J. PowerSources, 2005, 146(1/2): 779-783.]考察了Al₂O₃粒径对隔膜性能的影响。他们发现，涂覆Al₂O₃粒子可以改善隔膜的耐高温性能。Choi等[Choi E. S., et al. J. Mater. Chem.,2011, (38): 14747-14754.]用粒径40nm SiO₂涂覆PE微孔膜，制备涂覆膜。研究者还用具有特殊孔道的无机材料代替纳米Al₂O₃，制备了陶瓷隔膜。