一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114171845A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111287357.9(22)申请日2021.11.02(71)申请人广州明美新能源股份有限公司地址510663广东省广州市广州高新技术产业开发区科学城南云三路39号(72)发明人王正王锦富刘川里(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文郝传鑫(51)Int.Cl.H01M50/403(2021.01)H01M50/417(2021.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用，涉及锂电池隔离膜技术领域。本发明所述聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法包括如下步骤：(1)以聚合物和有机溶剂制备混合料；(2)使用有机溶剂对聚烯烃隔离膜进行预浸润处理；(3)将混合料涂覆在经过预浸润处理的隔离膜的单侧或双侧；(4)将涂覆完成的隔离膜进行固化处理，得到所述聚合物改性聚烯烃隔离膜。本发明通过预浸润处理，在聚合物涂层与聚烯烃隔离膜之间制备了过渡层，过渡层的存在可以有效避免聚合物对聚烯烃基膜的堵孔现象，明显改善复合隔离膜的孔隙率和电解液吸收率，应用于锂离子电池中，可以改善电池的倍率性能和循环性能。CN114171845ACN114171845A权利要求书1/1页1.一种聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将聚合物与有机溶剂加入搅拌罐中，搅拌均匀，得到混合料；(2)使用有机溶剂对聚烯烃隔离膜进行预浸润处理；(3)将步骤(1)制备的混合料涂覆在经过步骤(2)预浸润处理的隔离膜的单侧或双侧；(4)将涂覆完成的隔离膜进行固化处理，然后清洗、烘干，得到所述聚合物改性聚烯烃隔离膜。2.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在40～70℃下搅拌4～6h。3.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述有机溶剂包含乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、正丙醇、甲醇、乙酸、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基乙酰胺中的至少一种；所述聚合物包含聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、以及利用上述至少两种聚合物的单体制备的共聚物中的至少一种。4.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有机溶剂与聚合物的质量比为50～90:10～50。5.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述聚烯烃隔离膜包含聚乙烯、聚丙烯、三层结构的PP‑PE‑PP隔离膜中的至少一种。6.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将聚烯烃隔离膜浸泡于有机溶剂中，直至聚烯烃隔离膜对有机溶剂的吸收达到饱和，单位面积的重量不再随时间的延长而变化。7.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合料的单面涂覆厚度为1～10μm。8.如权利要求1所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用水浴进行固化，水浴的温度为25～30℃。9.一种聚合物改性聚烯烃隔离膜，其特征在于，由如权利要求1～8任一项所述方法制备而成。10.一种如权利要求9所述的聚合物改性聚烯烃隔离膜在锂离子电池中的应用。2CN114171845A说明书1/4页一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及锂电池隔离膜技术领域，尤其涉及一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用。背景技术[0002]众所周知，隔离膜在锂离子电池中起到隔断电子通道(阻断正负极接触，避免内短路发生)，提供离子通道的作用(锂离子以电解液为媒介，通过隔离膜的孔隙往返穿梭于正负极)。在综合考虑了物性、成本和加工性能的基础上，以聚烯烃为基材，比如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，通过不同的工艺(湿法或干法，单向或双向拉伸)所制备的具有单层的或者多层结构的多孔薄膜成为了商用锂离子电池隔离膜的首选。但是，聚烯烃隔离膜与锂离子电池的极片之间存在着明显的界面分层，在电池的充放电过程中，伴随着负极石墨的反复膨胀和收缩，以及在正负极表面副产物的产生和累积，会导致隔离膜和极片之间的界面持续恶化，进一步影响到锂离子电池的循环寿命。为了改善这一状况，可以在聚烯烃基膜的表面涂覆一些吸收电解液后可以凝胶化、从而与极片具有较好界面粘接性的有机聚合物材料，比如聚环氧乙烷(PEO)，聚偏氟乙烯(PVDF)和聚六氟丙烯‑偏氟乙烯