[发明专利]一种压敏高分子改性隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种压敏高分子复合隔膜及其制备方法和应用，该压敏高分子复合隔膜的基材的表面通过涂覆、喷淋或电纺压敏高分子材料的溶液形成压敏高分子层；该压敏高分子层的厚度为0.5nm～1μm；该压敏高分子材料包括弹性体型压敏高分子和树脂型压敏高分子；该弹性体型压敏高分子材料包括天然橡胶和合成橡胶；该树脂型压敏高分子材料包括聚氨酯、聚卤代烯烃及其衍生物、有机硅树脂、氟树脂、聚丙烯酸酯。本发明解决了电池的隔膜与正负极贴合性差，存在残留气体影响电池循环的问题，进而改善电池循环性能，提高电池循环寿命。本发明的压敏高分子适用于现有隔膜的复合，非常适合需要高安全特性，高储能性能的应用场景。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种压敏高分子改性隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池作为一种能量密度高、输出电压高、无记忆效应、循环性能优异、环境友好的化学电源体系，具有很好的经济效益、社会效益和战略意义，已被广泛应用于移动通讯、数码产品等各个领域，并极有可能成为储能和电动汽车领域最主要的电源系统。

隔膜是置于电池正负极之间的多微孔薄膜，离子可以自由通过，同时隔断正负极的直接接触。

然而，在电池的制作过程中，电池内存在残留气体导致电极与隔膜贴合不紧密，进而电池的阻抗变大，整个电池的循环性能、循环寿命大大降低，显然，这无法满足储能电池更长循环寿命的发展要求，限制储能电池的进一步推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种压敏高分子复合隔膜。

本发明的另一目的在于提供上述压敏高分子复合隔膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述压敏高分子复合隔膜的应用。

本发明的技术方案如下：

一种压敏高分子复合隔膜，包括隔膜基材，该隔膜基材的表面通过涂覆、喷淋或电纺压敏高分子材料的溶液形成压敏高分子层。该压敏高分子层的厚度为0.5nm～1μm。该压敏高分子材料包括弹性体型压敏高分子和树脂型压敏高分子。该弹性体型压敏高分子材料包括天然橡胶和合成橡胶，其中合成橡胶有聚异丁烯、丁基橡胶、丁苯橡胶等。该树脂型压敏高分子材料包括聚氨酯、聚卤代烯烃及其衍生物、有机硅树脂、氟树脂、聚丙烯酸酯。

该压敏高分子复合隔膜的孔隙率为40-42％，离子电导率为0.5-0.7ms/cm，透气度为380-400s/100mL。

在本发明的一个优选实施方案中，该聚氨酯包含二元醇或多元醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯的各种共聚物；该有机硅树脂包含聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂、聚芳基硅树脂等以及它们的共聚物；该氟树脂包含聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等聚合物；该聚丙烯酸酯包含甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基已酯、丙烯酸丁酯等同一单体的聚合物以及由各种丙烯酸酯单体共混、共聚所衍生的聚合物体系。

在本发明的一个优选实施方案中，上述压敏高分子溶液为压敏高分子的有机溶液，其中，所述压敏树脂有机溶液的质量分数为0.1％～50％，该压敏树脂有机溶液的溶剂为第二溶剂，第二溶剂为甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种。

进一步地，上述隔膜基材包括有机微孔隔膜、普通陶瓷隔膜和耐高温陶瓷隔膜。

进一步地，该有机微孔隔膜由聚烯烃类多孔聚合物膜(如聚乙烯或聚丙烯的单层或多层复合膜)、无纺布和应用于二次电池聚合物电解质的聚合物材料(如聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚酰亚胺等)中的至少之一制成。