[发明专利]锂离子电池复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明属于电池领域，提供一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。所述锂离子电池复合隔膜包括基膜和涂覆在所述基膜一面或两面上的芳纶涂层；锂离子电池复合隔膜的吸液速率≥1mm/min。本发明提供的制备方法能提高所制备的电池隔膜的吸液性能。

技术领域

本发明属于电池领域，更具体地，涉及一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池通常包括正级、负极、隔膜和电解质。作为锂离子电池的内层组件之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。

目前市场上的隔膜产品多为在聚乙烯基材的表面涂覆一层具有无机颗粒的水性涂料，以形成无机陶瓷涂覆隔膜，然而这类隔膜对电解液的浸润速率较差，限制了电池注液效率。相比于无机陶瓷涂覆隔膜，已有的油系PVDF涂覆隔膜的吸液率高，但是PVDF在电解液中存在溶胀，吸液速率较差的问题。芳纶隔膜则因拥有较好的吸液率，较低的溶胀性能，以及高耐热性能成为最佳选择，但是市场上的芳纶隔膜，对电解液的吸收速率仍然较有限，为此有必要对芳纶隔膜作进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。本发明的电池复合隔膜具有较高的吸液速率。

第一方面，本发明提供一种锂离子电池复合隔膜，包括基膜和涂覆在所述基膜一面或两面上的芳纶涂层；且所述锂离子电池复合隔膜的吸液速率≥1mm/min。

第二方面，本发明提供一种制备所述锂离子电池复合隔膜的方法，该方法包括：

（1）在路易斯酸和第一有机溶剂的存在下，将芳纶原料与式I所示的氯代有机物进行卤代烷基化反应，制得改性芳纶；

Cl(CH₂)_nR 式I

式I中，n表示1～5中的整数，R表示羟基或环氧乙基；

（2）将所述改性芳纶、无机填料分散在第二有机溶剂中，制得改性芳纶浆料；

（3）将所述改性芳纶浆料涂覆在基膜上，依次经预凝固、水洗和干燥，得到所述电池复合隔膜。

本发明的锂离子电池复合隔膜具有较高的吸液速率。在制备过程中，先以式I所示的氯代有机物与芳纶原料进行卤代烷基化反应，以对芳纶进行改性，使得芳纶表面具有更多的羟基，改性的芳纶制成浆液涂覆在基膜上，因引入羟基而更易与电解液形成氢键，从而提升芳纶纤维与电解液结合的能力，进一步提升电池复合隔膜的吸液速率，有利于提升电池制造过程中注液速率，同时本发明也提升了隔膜的吸液率，有利于提升电池寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明的第一方面提供本发明提供一种锂离子电池复合隔膜，包括基膜和涂覆在所述基膜一面或两面上的芳纶涂层；所述锂离子电池复合隔膜的吸液速率≥1mm/min。

本发明中，所述芳纶涂层包含改性芳纶和无机填料。所述改性芳纶通过包括以下步骤的方法制得：在路易斯酸和第一有机溶剂的存在下，将芳纶原料和氯代有机物进行卤代烷基化反应。所述氯代有机物如式I所示：

Cl(CH₂)_nR 式I

式I中，n表示1～5中的整数，具体地，n选自1、2、3、4或5；R表示羟基（OH）或环氧乙基。所述环氧乙基是指环氧乙烷失去一个氢原子所形成的基团。