【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池隔膜領域，尤其涉及一種高安全性隔膜及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池現階段是新能源動力電池行業使用頻率最高的選擇，鋰電池由于容量大，幾乎無記憶效應而被廣泛使用。鋰電池正負電極之間需要一層隔膜，讓離子順利通過，隔膜是鋰離子電池的關鍵組件之一，目前常用類型的隔膜多為聚烯烴材料，其熔點低耐熱性能較差、穿刺強度較差，當電池內部有枝晶生長或者發生內短路引發熱失控時，電池內部隔膜便會被枝晶刺穿或者因隔膜的受熱等異收縮形變進一步增加電池內部溫度，從而導致電池發生起火爆炸。
2、為了提高鋰離子電池的安全性，目前主要的做法是對常規的隔膜進行改進，以解決傳統隔膜安全性不佳的問題。常見的方法是通過在隔膜表面涂覆耐熱陶瓷涂層或聚合物涂層以解決電池的耐熱問題，如專利技術文獻cn114583397a公開了一種功能隔膜及其制備方法和應用，該專利技術通過在基膜表面設置包含有耐熱材料、高分子聚合和固態電解質的涂覆層，以期提高電池的安全性能，但是該方法對于解決電池內部引發的熱失控問題效果并不明顯。
3、除此之外，專利技術文獻cn114824649a公開了一種大孔pet隔膜骨架復合隔膜的制備方法，該專利技術利用市面售賣的pet薄膜作為原材料，并對其進行激光打孔，但是該方法對于電池內部引發的熱失控問題效果不明顯，安全性能的提升依舊較為有限。
4、因此，針對上述中的相關技術，亟需研發一種高安全性隔膜及其制備方法和應用。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種高安全性隔膜及其制備方法和應用。
3、一種高安全性隔膜，所述隔膜包括陶瓷涂覆隔膜以及涂覆在至少一個陶瓷層表面的聚合物涂層；
4、所述聚合物涂層由聚合物涂層漿料涂布于陶瓷層表面，經過凝固浴造孔后，水洗干燥得到；
5、所述聚合物涂層漿料以下質量份原料：高熔點聚合物10-15份、兩親嵌段共聚物0.5-1份、親水性納米氧化鋁0.2-0.4份、疏水性納米氧化鋁0.5-0.8份、有機溶劑50-70份、去離子水1-2份；
6、所述高熔點聚合物的熔點＞170℃。
7、優選的，所述陶瓷涂覆隔膜中陶瓷涂層的厚度為1-2μm；所述聚合物涂層的厚度為0.5-4μm。
8、優選的，所述聚合物涂層漿料涂布方式為微凹版涂布。
9、優選的，所述凝固浴為有機溶劑和去離子水的混合液，其中有機溶劑為二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的任意一種，有機溶劑在凝固浴中的質量百分比為20%-30%。
10、優選的，所述高熔點聚合物為聚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和芳綸中的任意一種。
11、優選的，所述疏水性納米氧化鋁的制備方法如下：將十二烷基膦酸加入到thf中，加熱回流溶解，再加入納米氧化鋁，于室溫下攪拌12-16h，離心分離，再于120-130℃下干燥5-6h，洗滌、離心、干燥，得到疏水性納米氧化鋁。
12、優選的，所述十二烷基膦酸、thf和納米氧化鋁的質量比為3-5:480-520:8-12。
13、優選的，所述兩親性嵌段共聚物由丙烯酸和丙烯酸甲酯按摩爾比1:5-7經可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合得到。
14、優選的，所述有機溶劑為二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種。
15、一種高安全性隔膜的制備方法，包括以下步驟：
16、s1.將去離子水和有機溶劑混合，攪拌10-30min，再加入親水性納米氧化鋁和疏水性納米氧化鋁，攪拌30-90min，最后加入兩親性嵌段聚合物和高熔點聚合物，攪拌30-50min，得到分散液；
17、s2.將分散液通過磁過濾裝置，然后攪拌5-20min后用250目濾網過濾，得到混合漿料；
18、s3.將混合漿料通過微凹版涂布于陶瓷涂覆隔膜一面或兩面，得到涂覆膜；
19、s4.將涂覆膜浸入凝固浴中，然后經水洗去除聚合物涂層內有機溶劑，再于58-65℃下干燥，得到高安全性隔膜。
20、一種高安全性隔膜的應用，所述高安全性隔膜應用于鋰離子電池。
21、本專利技術的有益效果：
22、本專利技術提供的隔膜，其基材為具備耐高溫熱收縮性能的陶瓷涂覆隔膜，可以為隔膜本身提供過熱箱測試的基礎，高熔點聚合物可以為隔膜提供較高的破膜溫度，在電池受到熱針穿刺測試時，隔膜受熱破損但不會進行擴散，從而減輕了電池熱失效的程度，兩親性嵌段共聚物可以為聚合物涂層提供一定的粘接力，使極片與隔膜接觸得更為緊密，在電池受到外力撞擊、震蕩時不會因錯層而引起短路等安全問題。
23、本專利技術通過向聚合物涂層漿料中引入兩親性嵌段共聚物，兩親性嵌段共聚物和親水性納米氧化鋁以及疏水性納米氧化鋁協同增效，通過采用凝固浴對聚合物涂層進行造孔，有效地解決了電池在經過高溫存儲測試、高溫熱箱測試、熱針穿刺測試通過率低的問題。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種高安全性隔膜，其特征在于，所述隔膜包括陶瓷涂覆隔膜以及涂覆在至少一個陶瓷層表面的聚合物涂層；
2.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂覆隔膜中陶瓷涂層的厚度為1-2μm；所述聚合物涂層的厚度為0.5-4μm。
3.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂層漿料涂布方式為微凹版涂布。
4.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述凝固浴為有機溶劑和去離子水的混合液，其中有機溶劑為二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的任意一種，有機溶劑在凝固浴中的質量百分比為20%-30%。
5.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述高熔點聚合物為聚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和芳綸中的任意一種。
6.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述疏水性納米氧化鋁的制備方法如下：將十二烷基膦酸加入到THF中，加熱回流溶解，再加入納米氧化鋁，于室溫下攪拌12-16h，離心分離，再于120-130℃下干燥5-6h，洗滌、離心、干燥，得到疏水
7.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述兩親性嵌段共聚物由丙烯酸和丙烯酸甲酯按摩爾比1:5-7經可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合得到。
8.根據權利要求1所述的高安全性隔膜，其特征在于，所述有機溶劑為二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種。
9.一種根據權利要求1-8任一項所述的高安全性隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.一種根據權利要求1-8任一項所述的高安全性隔膜的應用，其特征在于，所述高安全性隔膜應用于鋰離子電池。
...【技術特征摘要】
1.一種高安全性隔膜，其特征在于，所述隔膜包括陶瓷涂覆隔膜以及涂覆在至少一個陶瓷層表面的聚合物涂層；
2.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述陶瓷涂覆隔膜中陶瓷涂層的厚度為1-2μm；所述聚合物涂層的厚度為0.5-4μm。
3.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述聚合物涂層漿料涂布方式為微凹版涂布。
4.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述凝固浴為有機溶劑和去離子水的混合液，其中有機溶劑為二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的任意一種，有機溶劑在凝固浴中的質量百分比為20%-30%。
5.根據權利要求1所述的一種高安全性隔膜，其特征在于，所述高熔點聚合物為聚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和芳綸中的任意一種。
6.根據權利要求1所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李昆良，懷永建，夏燕良，趙中雷，閆吉鵬，郝晴晴，
申請(專利權)人：滄州明珠隔膜科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。