[发明专利]一种涂层薄膜及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种涂层薄膜及其制备方法和应用。本申请的涂层薄膜，包括基膜和涂布在基膜至少一个表面的涂层，其中，涂层由改性氧化聚乙烯粉末的水溶液涂覆而成，改性氧化聚乙烯粉末是氧化聚乙烯粉末由碱性溶液改性处理获得的改性氧化聚乙烯粉末。本申请的涂层薄膜，采用改性氧化聚乙烯粉末的水溶液制备涂层，不仅能够实现低温关闭功能；而且碱性溶液改性的氧化聚乙烯粉末，有效去除了氧化聚乙烯粉末表面的羟基、羧基上的活泼氢离子，避免了涂层薄膜作为电池隔膜使用时，与电解液中的LiPF₆反应生成具有腐蚀性的HF，也避免了由此造成的锂源消耗和电池性能影响。

技术领域

本申请涉及电池隔膜领域，特别是涉及一种涂层薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂电池隔膜在锂电池中起到传导离子、隔离电池正负级，防止电池短路包装等重要作用。常用的电池隔膜是为以聚烯烃为原材料的多孔薄膜，但是这些隔膜普遍存在耐热性能不足，对电解液浸润性不好等缺点。为了改善这些缺点，人们研究开发了在电池隔膜上进行特种涂布的技术，主要有陶瓷涂层、耐高温聚合物涂层和粘结性聚合物涂层。另外为了缓解耐热性不足的问题，还开发了以更高熔点的非聚烯烃材料为原材料的多孔薄膜，比如聚对苯二甲酸乙二酯、苯二甲酰苯二胺、聚酰亚胺、纤维素等材料制备的多孔薄膜。

通过特种涂布方式引入特种涂层，特种涂层隔膜比聚烯烃隔膜在性能方面有很多改善。比如陶瓷涂层和耐高温聚合物涂层可以提高原有隔膜材料的耐热性，提高电解液浸润性，从而改善锂电池安全性和循环性能；粘结性聚合物涂层在热压下涂层具有一定粘性，能够粘合隔膜和正负极，提高电芯硬度，减缓电池循环导致的电芯变形，从而延长电池循环寿命等。

现有的特种涂层研究主要集中在耐热性、浸润性、力学性能和与正负极的粘结性能等方面，对于其它方向的研究相对较少。因此，研发新功能性的特种涂层的多孔薄膜，是电池隔膜研究的一个重要方向。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的涂层薄膜及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种涂层薄膜，包括基膜和涂布在基膜至少一个表面的涂层，其中，涂层由改性氧化聚乙烯粉末的水溶液涂覆而成，改性氧化聚乙烯粉末是氧化聚乙烯粉末由碱性溶液改性处理获得的改性氧化聚乙烯粉末。

需要说明的是，本申请的涂层薄膜采用改性氧化聚乙烯粉末制备涂层，聚乙烯具有熔点低的优点，特别是将其制成涂层，涂层厚度可以根据使用需求进行有效控制，能够使涂层薄膜在较低的温度下，熔化涂层，堵住基膜空隙，很好的实现低温关闭功能。并且，本申请的涂层薄膜，采用碱性溶液改性处理获得的改性氧化聚乙烯粉末制备涂层，能够有效的去除原本氧化聚乙烯粉末表面的羟基、羧基上的活泼氢离子，减小甚至避免了活泼氢离子与电解液中的LiPF₆反应生成具有腐蚀性的HF，也避免了由此造成的锂源消耗和电池性能影响。

还需要说明的是，本申请的关键在于采用碱性溶液改性处理获得的改性氧化聚乙烯粉末制备涂层，至于具体的涂覆浆料制备、涂覆方式可以参考现有的涂层制备方法。例如，涂覆浆料中除了主要成分改性氧化聚乙烯粉末以外，还可以包含分散剂、粘结剂等；而涂覆方式可以采用常规的辊涂、凹版印刷等。此外，本申请中，碱性溶液进行改性处理，其目的是利用碱性溶液与氧化聚乙烯粉末表面的羟基、羧基上的活泼氢离子反应，从而避免活泼氢离子的存在对后续作为电池隔膜使用造成不利影响；可以理解，碱性溶液只要能够消除活泼氢离子，并且不会引入不利于作为电池隔膜使用的离子或基团即可。

优选的，碱性溶液为含有锂离子的碱性溶液。

优选的，碱性溶液为氢氧化锂。