[发明专利]提高聚合物涂层隔膜离子电导率的方法及聚合物涂层隔膜

说明书

本申请公开了一种提高聚合物涂层隔膜离子电导率的方法及聚合物涂层隔膜。本申请的方法，在热塑性树脂基膜表面涂覆至少一层石墨烯或氧化石墨烯涂层，然后在石墨烯或氧化石墨烯涂层上涂覆聚合物浆料，制成聚合物涂层隔膜；或者，将石墨烯或氧化石墨烯添加到聚合物浆料中，直接涂覆于热塑性树脂基膜表面。本申请的方法，创造性的在聚合物涂层隔膜中引入石墨烯或氧化石墨烯，使得隔膜在涂覆聚合物涂层后具有基膜相当甚至优于基膜的离子电导率。石墨烯或氧化石墨烯的引入，使得聚合物涂层隔膜具有更好导热和散热功能，能及时将电池产生的热量释放，降低安全隐患，减少能耗，延长电池寿命；提高隔膜电解液浸润性，使其具有优异的吸液保液性能。

技术领域

本申请涉及电池隔膜制备方法领域，特别是涉及一种提高聚合物涂层隔膜离子电导率的方法及聚合物涂层隔膜。

背景技术

聚合物涂层隔膜，又称有机聚合物涂层隔膜，是在常规的聚烯烃微孔膜，例如聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜等，表面涂覆有机聚合物涂层形成的具有涂层的复合隔膜。聚合物涂层隔膜，通过有机聚合物涂层能够改善聚烯烃微孔膜的理化性能，例如提高隔膜的耐热性、改进隔膜和极片的粘接力等，进而提高锂离子电池的安全性、稳定性等性能。

聚合物涂层隔膜，虽然可以改善聚烯烃微孔膜的理化性能；但是，有机聚合物涂层的涂覆浆料会堵塞聚烯烃微孔膜的部分微孔，从而造成聚合物涂层隔膜的离子电导率在聚烯烃微孔膜基膜的基础上有一定程度的降低，离子电导率的降低，会使电池的循环和倍率性能变差。因此，聚合物涂层隔膜一般只能用于数码产品，而较难应用于电动汽车、储能电站等对电池性能要求较高的产品。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的提高聚合物涂层隔膜离子电导率的方法，以及由此制备的聚合物涂层隔膜。

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提高聚合物涂层隔膜离子电导率的方法，包括利用石墨烯或氧化石墨烯提高聚合物涂层隔膜的离子电导率；具体的，在将聚合物浆料涂覆在热塑性树脂基膜表面之前，在热塑性树脂基膜表面事先涂覆至少一层石墨烯或氧化石墨烯的涂层，然后在石墨烯或氧化石墨烯的涂层上涂覆聚合物浆料，制成聚合物涂层隔膜；或者，将石墨烯或氧化石墨烯添加到聚合物浆料中，直接涂覆于热塑性树脂基膜表面，制成聚合物涂层隔膜。

需要说明的是，采用本申请的方法制备的聚合物涂层隔膜，离子电导率和基膜相当，甚至优于基膜；并且，由于石墨烯或氧化石墨烯良好的导热性能，在电池电流大、产热多的情况下，产生的热量能被及时散出，降低安全隐患，有效减少能耗，延长电池寿命；同时，石墨烯或氧化石墨烯的超疏水性和超亲油性，使聚合物涂层隔膜具有良好的电解液浸润性，且吸液保液性能优异。

优选的，石墨烯或氧化石墨烯为片状结构，细度为100目以上，纯度大于99.99％。

优选的，聚合物浆料中还添加有造孔剂，造孔剂为去离子水、正丙醇、正丁醇、三丙二醇、环己烷、环己醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、碳酸二甲酯和乙醚中的至少一种。

需要说明的是，造孔剂的加入可以进一步的改善聚合物涂层的孔隙率，减少聚合物涂层对离子电导率的影响；并且，由于聚合物涂层隔膜中含有石墨烯或氧化石墨烯，可以有效提高隔膜的离子电导率。

优选的，热塑性树脂基膜为聚烯烃微孔膜。

优选的，聚烯烃微孔膜由聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚戊烯中的至少一种制备而成。

优选的，热塑性树脂基膜的厚度为3-30μm，孔隙率为20-60％，透气值为50-500s/100mL。

需要说明的是，本申请的关键在于将石墨烯或氧化石墨烯引入聚合物涂层隔膜中，至于基膜，可以采用常规聚合物涂层采用的基膜，例如聚烯烃微孔膜等。