[发明专利]具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜

说明书

本发明提供具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜，包括基膜和涂覆在所述基膜表面的芳纶涂层，其制备方法为：将芳纶浆料涂覆在所述基膜表面，经过预交联处理，使所述芳纶浆料与所述基膜发生预交联，再通过浸水、烘干，得到芳纶涂覆锂电池隔膜，其中，所述芳纶浆料包括芳纶纤维2‑30份、第一溶剂40‑70份、第二溶剂3‑25份、分散剂0.03‑5份、助溶剂1‑3份、粘结剂3‑10份、乳化剂0.3‑3份、引发剂0.01‑20份。该具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜高温抑制作用好，芳纶涂层与基膜不容易剥离，生产效率高。

技术领域

本发明属于复合膜技术领域，具体涉及具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜。

背景技术

由于锂电池具有较好的二次循环特性，高的能力密度，被广泛应用在移动通信、储能、电动汽车等领域。隔膜作为锂电池的四大组成材料之一，对电池的性能和安全性起到关键性作用，由于行业内锂电池隔膜材质为PE、PP，导致隔膜的耐高温的尺寸稳定性较低，目前为了解决以上问题，行业内较多的是涂覆陶瓷隔膜和芳纶涂覆，其中，涂覆陶瓷隔膜具有一定的弊端，例如：陶瓷粉体本身形貌结构具有一定的尖端，在电池挤压时，可能会造成隔膜刺穿，同时陶瓷隔膜的质量较大，不利于能量密度提升；而在芳纶涂覆中，水性芳纶无法提供较高的粘结性，芳纶与基膜容易剥离，造成电池性能降低，在油性芳纶涂覆中，由于浆料配比和工艺问题，造成油性芳纶涂覆的生产速度较低，同时油性芳纶涂覆后需要在涂覆后进入凝固浴中进行凝固，由于浆料和基材还未充分结合，直接进入凝固浴中，导致芳纶涂层与基膜间粘接力不足。例如有一种方法是在涂覆后，隔膜需要静置、凝固等，其时间需要1-10min，这样大大降低了生产效率，不利于大规模生产，例如另一种方法是将芳纶涂覆在基膜后，直接进入水中进行凝固，影响了芳纶与基膜的结合性能，造成涂层与基膜粘结性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜，解决上述的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜，包括基膜和涂覆在所述基膜表面的芳纶涂层，其制备方法为：将芳纶浆料涂覆在所述基膜表面，经过预交联处理，使所述芳纶浆料与所述基膜发生预交联，再通过浸水、烘干，得到芳纶涂覆锂电池隔膜，其中，所述芳纶浆料包括芳纶纤维2-30份、第一溶剂40-70份、第二溶剂3-25份、分散剂0.03-5份、助溶剂1-3份、粘结剂3-10份、乳化剂0.3-3份、引发剂0.01-20份。

作为本发明所述的具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜的一种优选方案，所述基膜包括PE、PP、无纺布隔膜、PI隔膜中的任意一种或多种组合。

作为本发明所述的具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜的一种优选方案，所述芳纶纤维包括间位芳纶、对位芳纶、间位芳纶桨粕、对位芳纶桨粕中的任意一种或多种混合，所述芳纶纤维的分子量为5000-20000。

作为本发明所述的具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜的一种优选方案，所述第一溶剂为NMP、DMP、DMC、DMSO、DMAC、DMF中的任意一种或多种混合，所述第二溶剂为异丙醇、丙二醇、丙醇、甲醇、四氢呋喃、乙酸丙酯中的任意一种或多种混合，所述分散剂为乙烯－丙烯酸共聚物、聚氧化乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物中的任意一种或者多种混合，所述助溶剂为氯化锂、氯化钙、吡啶、苯甲酸钠中的任意一种或多种混合，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基吡络烷酮、乙烯乙酸酯共聚物中的任意一种或者多种混合，所述乳化剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、十六烷基三甲基氯化铵聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、十二烷基三甲基氯化铵、环氧乙烷-环氧丁烷共聚物中的任意一种或者多种混合。

作为本发明所述的具有一体化结构的芳纶涂覆锂电池隔膜的一种优选方案，所述引发剂具有下述(a)结构：

其中，R为C原子数为1-20的高分子结构。