【技術實現步驟摘要】
本申請屬于電池，尤其涉及一種具有自分層涂層的隔膜、其制備方法及其相關的二次電池和用電裝置。
技術介紹
1、目前，為了兼顧涂覆隔膜的耐熱性及粘接強度，往往需要進行兩次涂覆。即，先在基膜表面輥涂上一層耐熱無機填料以保證較小的熱收縮率，再以輥涂大顆粒膠或噴涂pvdf等方式來提高隔膜的粘接性，以此抵抗外物沖擊或使用過程中溫度升高的情況下容易發生的正負極短路風險。
2、但顯而易見的是兩次涂覆有較高的生產成本。此外，涂層的無機顆粒之間多靠粘接劑來進行連接。當外部溫度繼續增加時會出現基膜收縮傾向變大、粘接劑分子鏈運動更加容易的情況，從而使得抗熱收縮失效。
技術實現思路
1、本申請實施例提供一種具有自分層涂層的隔膜、其制備方法及其相關的二次電池和用電裝置，能夠通過一次涂覆同時改善基膜的耐熱性及粘結性，并通過氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂提高隔膜的抗熱收縮性能。
2、第一個方面，本申請實施例提供一種具有自分層涂層的隔膜，包括基膜和設置在基膜的至少一個表面上的涂層，其中，涂層由漿料一次涂覆得到，漿料包括氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂，氨基改性的有機硅聚合物在涂層上表面的含量記為v1，涂層下表面的含量記為v2，v1>v2。
3、在本申請的任意實施例中，涂層上表面厚度為涂層厚度的0.1％～20％，涂層下表面厚度為涂層厚度的0.1％～20％。
4、在本申請的任意實施例中，氨基改性的有機硅聚合物在涂層上表面含量可
5、在本申請的任意實施例中，氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂通過氨基和環氧基反應鍵合在涂層中形成三維網狀的交聯結構。
6、在本申請的任意實施例中，氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂的質量比為(2～10):1800:(80～120)，其中，氨基改性的有機硅聚合物的質量以在制備氨基改性的有機硅聚合物中，所添加的原料kh550/kh560的質量計。
7、在本申請的任意實施例中，氨基改性的有機硅聚合物包括氨基改性的有機硅壓敏膠。
8、在本申請的任意實施例中，氨基改性的無機填料包括硅烷改性的氧化鋁、硅烷改性的勃姆石、硅烷改性的氫氧化鎂、硅烷改性的二氧化硅、硅烷改性的二氧化鈦、硅烷改性的氧化鋯、硅烷改性的水滑石和硅烷改性的蒙脫土中的至少一種。
9、在本申請的任意實施例中，環氧樹脂包括雙酚a型環氧樹脂，雙酚a型環氧樹脂的型號包括e-20、e-21、e-42、e-44、e-51和e-54中的至少一種。
10、在本申請的任意實施例中，涂層還包括固化劑，固化劑包括胺類固化劑。
11、在本申請的任意實施例中，胺類固化劑包括脂肪胺、改性脂環胺固化劑、腰果酚改性脂肪胺固化劑和聚酰胺固化劑中的至少一種。
12、在本申請的任意實施例中，涂層的厚度為1～6μm。
13、在本申請的任意實施例中，隔膜滿足如下條件(1)至(4)中的至少一者：(1)隔膜在150℃、1h下的縱向熱收縮率為0.80％～1.10％；(2)隔膜在150℃、1h下的橫向熱收縮率為0.40％～0.60％；(3)隔膜的粘接強度為50～70n/m；(4)隔膜的透氣度為160～190s/100cc。
14、第二個方面，本申請實施例提供了一種電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：配制漿料，將氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂按照預定比例在溶劑中混合，配制成漿料；將漿料涂布于基膜的至少一個表面上，形成涂層并干燥，獲得隔膜。
15、在本申請的任意實施例中，在配制漿料中，溶劑包括二甲苯、正丁醇、甲基異丁基酮、丁酮、丙酮、四氫呋喃、醋酸丁酯和乙酸乙酯中的至少一種。
16、在本申請的任意實施例中，漿料中還包括固化劑，固化劑與環氧樹脂的質量比為(6～10):(60～120)。
17、在本申請的任意實施例中，在配制漿料中，氨基改性的有機硅聚合物的制備方法包括：將含有偶聯劑、溶劑的物料混合后，調節混合液的ph至2～4，并將混合液的溫度升至40～80℃，經冷凝回流反應4～8h，再于50～80℃下減壓蒸餾，得到聚硅氧烷；將聚硅氧烷、有機硅聚合物、溶劑按照預設配比混合，在90～120℃下反應2～5h，再加入聚合物引發劑，反應0.5～3h得到氨基改性的有機硅聚合物。
18、在本申請的任意實施例中，聚硅氧烷和有機硅聚合物的質量比為(2～8):(80～220)。
19、在本申請的任意實施例中，有機硅聚合物包括端羥基硅橡膠和有機硅樹脂中的至少一種。
20、在本申請的任意實施例中，端羥基硅橡膠的數均分子量為5～20萬。
21、在本申請的任意實施例中，有機硅樹脂為聚烷基有機硅樹脂，優選為聚甲基有機硅樹脂，進一步優選為甲基mq樹脂。
22、在本申請的任意實施例中，甲基mq樹脂的數均分子量為1000～8000。
23、在本申請的任意實施例中，甲基mq樹脂的m/q值為0.2～1。
24、在本申請的任意實施例中，聚合物引發劑為自由基引發劑。
25、在本申請的任意實施例中，氨基改性的無機填料的制備方法包括：將無機填料、偶聯劑和溶劑按照預設配比混合，在40～70℃下反應20～50min后，再在120～170℃下反應10～30min，得到氨基改性的無機填料。
26、在本申請的任意實施例中，無機填料和偶聯劑的質量比為1800:(15～20)。
27、在本申請的任意實施例中，偶聯劑包括kh-550和/或kh560。
28、在本申請的任意實施例中，在涂布中，涂布的方式包括輥涂或噴涂。
29、在本申請的任意實施例中，在涂布中，基膜的厚度不做限制，可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、或16μm。
30、在本申請的任意實施例中，在涂布中，涂覆車速為40～150m/min。
31、在本申請的任意實施例中，收卷方式可以是pet離型膜收卷、糾偏收卷或貼附膠條收卷、分切后收卷中的至少一種。
32、第三個方面，本申請實施例提供了一種二次電池，其包括上述的隔膜或通過上述的制備方法制備的隔膜。
33、第三四個方面，本申請實施例提供了一種用電裝置，其包括上述二次電池。
34、本申請實施例的具有自分層涂層的隔膜、其制備方法及其相關的二次電池和用電裝置，能夠通過一次涂覆含有氨基改性的有機硅聚合物和環氧樹脂的涂料，而氨基改性的有機硅聚合物和環氧樹脂因其具有不同的表面能，可以實現自分層，氨基改性的有機硅聚合物聚集在涂層的上表面，環氧樹脂聚集在涂層的下表面，以使得基膜在一次涂覆后就可以同時具有較好的耐熱性以及涂層與基膜間較好的粘結性本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電池隔膜，包括基膜和設置在所述基膜至少一個表面上的涂層，其特征在于，所述涂層由漿料一次涂覆得到，所述漿料包括氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂，所述氨基改性的有機硅聚合物在涂層上表面的含量記為V1，在涂層下表面的含量記為V2，V1>V2。
2.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述氨基改性的有機硅聚合物、所述氨基改性的無機填料和所述環氧樹脂通過氨基和環氧基反應鍵合在所述涂層中形成三維網狀的交聯結構。
3.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述氨基改性的有機硅聚合物、所述氨基改性的無機填料和所述環氧樹脂的質量比為(2～10):1800:(80～120)；和/或，
4.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層還包括固化劑，所述固化劑包括胺類固化劑；可選地，所述胺類固化劑包括脂肪胺、改性脂環胺固化劑、腰果酚改性脂肪胺固化劑和聚酰胺固化劑中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層的厚度為1～6μm；
6.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于
7.一種電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在配制漿料中，所述溶劑包括二甲苯、正丁醇、甲基異丁基酮、丁酮、丙酮、四氫呋喃、醋酸丁酯和乙酸乙酯中的至少一種；和/或，
9.一種二次電池，其包括權利要求1-6任一項所述的電池隔膜或通過權利要求7-8任一項所述的制備方法制備的電池隔膜。
10.一種用電裝置，其包括權利要求9所述的二次電池。
...【技術特征摘要】
1.一種電池隔膜，包括基膜和設置在所述基膜至少一個表面上的涂層，其特征在于，所述涂層由漿料一次涂覆得到，所述漿料包括氨基改性的有機硅聚合物、氨基改性的無機填料和環氧樹脂，所述氨基改性的有機硅聚合物在涂層上表面的含量記為v1，在涂層下表面的含量記為v2，v1>v2。
2.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述氨基改性的有機硅聚合物、所述氨基改性的無機填料和所述環氧樹脂通過氨基和環氧基反應鍵合在所述涂層中形成三維網狀的交聯結構。
3.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述氨基改性的有機硅聚合物、所述氨基改性的無機填料和所述環氧樹脂的質量比為(2～10):1800:(80～120)；和/或，
4.根據權利要求1所述的電池隔膜，其特征在于，所述涂層還包括固化劑，所述固化劑包括胺類固化...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李天，高飛飛，孫婧，白麟，湯曉，秦文娟，劉杲珺，儲著新，白耀宗，
申請(專利權)人：中材鋰膜有限公司，
類型：發明
國別省市：
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