[发明专利]复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供复合隔膜及其制备方法，复合隔膜包括基体膜和涂层，所述涂层覆于所述基体膜的至少一面上，所述涂层包括聚合物和分散于所述聚合物中的纳米线或纳米管，其制备方法包括以下步骤：向聚合物溶液中加入纳米线，搅拌，得到浆料；将所述浆料涂覆在基体膜上，采用相转化法将所述浆料制备成膜。本发明在聚合物中加入纳米线，具有一维纳米尺寸的纳米线材料具有较强的机械性能和热稳定性，将其加入聚合物材料中制成覆于聚烯烃微孔膜上的涂层，可以有效地提升涂层的热稳定性和机械性能。该涂层不仅可以降低隔膜在熔融温度附近的收缩比率，而且可以提高隔膜的机械性能。

技术领域

本发明涉及涂层及其制备方法，具体而言，涉及一种复合隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为笔记本电脑、智能手机、iPad、数码相机等广泛使用的3C产品最常用的能源器件，已成为生活中不可或缺的物品，也是全球范围内大量生产的工业产品。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜、封装材料等五部分组成。隔膜在正负极之间起电子绝缘、提供锂离子迁移微孔通道的作用，是保证电池体系安全、影响电池性能的关键材料。

聚乙烯、聚丙烯微孔膜是目前主要商用的锂离子电池隔膜。但是，聚烯烃微孔膜在熔融温度附近容易发生闭孔收缩继而造成电池短路，导致电池具有高温下存在燃烧和爆炸的危险。除此之外，聚烯烃微孔膜对电解液吸附性差，不利于充放电过程中锂离子的传导。目前提升隔膜吸附电解液的性能、同时降低微孔膜在熔融温度附近收缩比率的主要方法是在聚烯烃微孔膜两侧涂覆聚合物。但由于聚合物的强度和热稳定性差，导致涂层的热稳定性和机械性能欠佳，因此需要改进。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种机械性能好的复合隔膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供了复合隔膜，包括基体膜和涂层，所述涂层覆于所述基体膜的至少一面上，所述涂层包括聚合物和分散于所述聚合物中的纳米线或纳米管。

在一些优选的实施方式中，所述纳米线或所述纳米管的长径比大于60，大长径比的纳米线具有更强的机械强度。

在一些优选的实施方式中，所述纳米线为碳纳米线、凹凸棒、纳米银线、碳化硼纳米线、纳米纤维素、氢氧化铜纳米线、一氧化硅纳米线、羟基磷灰石纳米线中的一种或多种，所述纳米管为碳纳米管、纳米银管、碳化硼纳米管、氢氧化铜纳米管、一氧化硅纳米管、羟基磷灰石纳米管中的一种或多种。

在一些优选的实施方式中，所述涂层中所述纳米线或所述纳米管的质量分数为1％-50％，例如1％、2％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。

在一些优选的实施方式中，所述纳米线或所述纳米管的直径为1-100nm，所述纳米线或所述纳米管的长度为0.1-100μm。

在一些优选的实施方式中，所述聚合物是聚氧乙烯、聚氧化丙烯、聚醚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯六氟丙烯、芳纶中的一种或多种。

在一些优选的实施方式中，所述涂层的厚度为0.1-4μm，例如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm、4.0μm等。

本发明还提供了如上所述的复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：向聚合物溶液中加入纳米线或纳米管，搅拌，得到浆料；

S2：将所述浆料涂覆在基体膜上，采用相转化法将所述浆料制备成膜。

在一些优选的实施方式中，采用相转化法在所述基体膜上制备所述涂层的步骤具体包括：