[发明专利]一种基于MOF材料的涂层隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及隔膜技术领域，具体涉及一种基于MOF材料的涂层隔膜及其制备方法。涂层隔膜包括聚合物多孔基膜和MOF涂层，MOF涂层设置于聚合物多孔基膜的上表面或者设置于聚合物多孔基膜的上表面和下表面；MOF涂层由MOF涂覆浆料制成，MOF涂覆浆料中包括MOF材料，MOF材料为普鲁士蓝及其衍生物中的至少一种。本发明的涂层隔膜可有效解决现有技术中薄涂层堆积致密和保液量低的问题，在提高锂离子二次电池容量的同时还能有效的增加隔膜涂层的保液量，延长循环寿命。涂层隔膜的制备方法工艺简单，便捷有效，生产成本低，有利于规模化大生产。

技术领域

本发明涉及隔膜技术领域，具体涉及一种基于MOF材料的涂层隔膜及其制备方法。

背景技术

随着新能源行业的快速发展，市场对锂离子电池需求量及性能要求都逐渐增加，因而对于锂离子电池各部分组成材料则尤为重视。隔膜作为锂离子电池组成必不可少的元素之一，主要起到阻隔正负极直接接触，防止电池发生短路的作用。

现如今，通常使用表面涂覆改性的聚烯烃(PE、PP)作为锂离子电池的隔膜层，而由于市场对于锂离子电池容量性能提升的迫切需求，隔膜表面涂层减薄化也已经成为了行业的发展方向。但过于致密的薄涂层不仅容易堵孔，导致涂层透气过大，影响充放电过程中锂离子的迁移，并且致密的涂层间隙较少，无法容纳更多的电解液，易出现电池后期循环析锂而使电池性能的急剧失效。为了解决这些问题，目前技术常通过：1、使用大小颗粒共混堆积造孔来改善薄涂层保液性能，但小粒径无规氧化铝由于本身表面能垒较高，静电吸附容易团聚，因此在制浆过程中不易分散，影响后期涂覆制程稳定性；2、在涂层表面引入亲电解液极性基团，但由于电解液特殊性能要求，改性剂选择较少，并且增加改性工序，提高整体生产成本，还需考虑与正负极相容性。因此，为了很好平衡锂离子电池各方面性能需求，开发一款新型隔膜涂层材料极具市场经济价值和技术价值。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于MOF材料的涂层隔膜，所述涂层隔膜通过在聚合物多孔基膜表面形成一层均匀立方多孔MOF涂层，层间颗粒分散堆积可形成一定的间隙，并且MOF涂层材料具备大比表面积、表面孔隙丰富等优点，可吸附容纳更多电解液，可有效解决现有技术中薄涂层堆积致密和保液量低的问题，在提高锂离子二次电池容量的同时还能有效的增加隔膜涂层的保液量，延长循环寿命。

本发明的另一目的在于提供一种基于MOF材料的涂层隔膜的制备方法，所述涂层隔膜的制备方法工艺简单，便捷有效，生产成本低，有利于规模化大生产，可制备得到性能优越的基于MOF材料的涂层隔膜。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于MOF材料的涂层隔膜，包括聚合物多孔基膜和MOF涂层，所述MOF涂层设置于聚合物多孔基膜的上表面或者设置于聚合物多孔基膜的上表面和下表面；所述MOF涂层由MOF涂覆浆料制成，所述MOF涂覆浆料中包括MOF材料，所述MOF材料为普鲁士蓝及其衍生物中的至少一种。

进一步的，所述MOF材料为Co₃[Co(CN)₆]₂、Co₃[Mn(CN)₆]₂、Co₃[Ni(CN)₆]₂或Co₃[Fe(CN)₆]₂中的至少一种。

进一步的，所述MOF涂覆浆料包括如下重量份的原料：MOF材料粉体10-35份、去离子水60-100份、分散剂0.1-3份、粘接剂2-10份、润湿剂0.1-3份。

进一步的，所述分散剂为聚丙烯酸盐、聚乙二醇醚、聚氧化乙烯、多支链醇或磷酸盐类化合物中的至少一种。

进一步的，所述粘接剂为聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸甲酯、丁苯橡胶、聚氨酯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸聚合物或丙烯腈聚合物中的至少一种。