【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及陶瓷隔膜領域，尤其涉及一種具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池因具有高比能量、長循環壽命、無記憶效應的優點，成為近年來電源技術研究的熱點。在廣泛使用的電子設備如手機、筆記本電腦等以及目前新興的電動汽車和混合動力汽車領域，鋰離子電池都起著不可替代的作用，鋰離子電池主要結構有正/負極材料、電解質、電池隔膜和電池殼外包裝材料等。電池隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，在結構上起著直接分隔正負極，防止電池短路的作用，電池隔膜的性能的好壞，直接決定了電池的界面性能、循環性能和安全性能等，因此，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能起著至關重要的作用。
2、陶瓷由于可以在水中分散，環保性好，目前已經廣泛用于隔膜的涂覆，以制備成熱穩定性好的耐高溫陶瓷涂層隔膜，電解液的浸潤性是評價隔膜的一項重要指標，出色的電解液浸潤性有利于提高電池的離子電導率，為進一步提高鋰電池隔膜吸收電解液的能力，通常在隔膜涂層內引入含有極性親水基團的高分子粘結劑，如專利技術文獻cn108305972b公開了一種陶瓷涂層隔膜及制備方法和應用，該陶瓷涂層隔膜包括基膜和陶瓷涂層，其中，陶瓷涂層由表面接枝聚乙二醇的無機顆粒涂布而成，采用具有羥基的聚乙二醇對無機顆粒進行接枝，雖然實現了陶瓷涂層隔膜吸液速率快、吸液率高，但是其在高溫條件下則表現出較大的熱收縮，使得高溫下陶瓷涂層隔膜的機械強度和耐溫性較差。
3、為了解決上述問題，可以通過在隔膜涂層中引入可交聯的聚合物粘結劑，使得隔膜表面形成三維網狀結構，以增大陶瓷涂
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種高耐溫、高吸液陶瓷隔膜及其制備方法和應用，可有效解決隔膜耐溫性差，吸液性差、安全性低的問題，從而顯著提高電池的綜合性能。
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述陶瓷隔膜包括基膜以及位于基膜兩側的涂層a和涂層b；所述涂層a由涂層a漿料涂布于基膜表面得到，所述涂層b由涂層b漿料涂布于涂層a表面得到。
3、進一步的，所述涂層a漿料由以下重量份的原料制備得到：納米陶瓷顆粒70-90份、聚乙烯醇4-8份、無機硼水溶液5-10份、聚丙烯酸酯粘結劑2-3份、分散劑0.5-1份、潤濕劑0.5-1份和去離子水10-12份。
4、進一步的，所述涂層b漿料由以下質量份的原料制備得到：納米陶瓷顆粒70-90份、有機硼粘結劑4-6份、分散劑0.5-1份、潤濕劑0.5-1份和去離子水8-10份。
5、進一步的，所述有機硼粘結劑的制備方法如下：
6、s1：在氮氣氣氛下，將甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入到1，4-二氧六環中，升溫到75-80℃，然后加入過氧化苯甲酰，正十二硫醇，然后升溫到90-100℃，攪拌反應2-3h，石油醚洗滌純化，得到低聚無規共聚物；
7、s2：在氮氣氣氛下，將低聚無規共聚物和硼酸混合，升溫到80-90℃，攪拌反應3-4h，得到有機硼粘結劑；
8、進一步的，所述s1中甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、1，4-二氧六環、過氧化苯甲酰和正十二硫醇的質量比為10:3:5:50:0.08:1.4。
9、進一步的，所述s2中低聚無規共聚物和硼酸的質量比為10:3。
10、進一步的，所述基膜為聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和無紡布中的一種，孔隙率為40-55％。
11、進一步的，所述基膜、涂層a和涂層b的厚度比為10-15:1-4:1-4。
12、進一步的，所述納米陶瓷顆粒為納米氧化鋁，氫氧化鋁、氫氧化鎂，勃姆石和二氧化硅中的一種或幾種，粒徑為0.4-1.2μm。
13、進一步的，所述無機硼水溶液的濃度為5wt％-10wt％。
14、進一步的，所述無機硼水溶液中無機硼為硼砂、四硼酸鉀、四硼酸鋰、硼酸銨中的一種或幾種。
15、進一步的，所述聚丙烯酸酯粘結劑為聚丙烯酸甲酯和聚丙烯酸丁酯中的一種。
16、進一步的，所述分散劑為聚丙烯酸鈉。
17、進一步的，所述潤濕劑為炔二醇乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚和聚醚改性硅氧烷中的一種或幾種。
18、再進一步的，本專利技術還提供了上述具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜的制備方法，具體制備方法如下：
19、(1)將分散劑和去離子水混合，攪拌5-10min，加入納米陶瓷顆粒，攪拌20-90min，再研磨分散10-50min，然后加入聚丙烯酸酯粘結劑，攪拌30-60min，再加入聚乙烯醇和無機硼水溶液，攪拌30-60min，再加入潤濕劑，攪拌30-60min，最后過250目濾網，得到涂層a漿料，
20、(2)將涂層a漿料涂布于聚烯烴微孔膜表面，烘干后得到涂層a；
21、(3)將分散劑和去離子水混合，攪拌5-10min，加入納米陶瓷顆粒，攪拌20-90min，再研磨分散10-50min，然后加入有機硼粘結劑，攪拌30-60min，再加入潤濕劑，攪拌30-60min，最后過250目濾網，得到涂層b漿料；
22、(4)將涂層b漿料涂布于涂層a表面，烘干后得到具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜。
23、進一步的，本專利技術還提供了一種上述具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜在鋰離子動力電池上的應用。
24、本專利技術的有益效果：
25、本專利技術提供的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，涂層a中的羥基高分子和硼酸化合物發生交聯固化反應，形成三維網狀結構，提高涂層骨架強度，可有效提高隔膜的機械強度和耐溫性能；涂層b中的有機硼粘結劑，可以使隔膜與極片更好地粘結在一起，同時可以提升隔膜的吸液性能，提高電池的安全性及循環壽命。
26、本專利技術提供的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其中的有機硼粘結劑為甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷形成的低聚無規共聚物，在通過硼酸改性得到，有機硼粘結劑具有多重粘結效應，既包含硅氧烷的靜態粘結效果，也包含有機硼酸的動態粘結效果，可以有效地提高與極片的粘結力，保證了安全性。
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1.一種具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述陶瓷隔膜包括基膜以及位于基膜兩側的涂層A和涂層B；所述涂層A由涂層A漿料涂布于基膜表面得到，所述涂層B由涂層B漿料涂布于涂層A表面得到；
2.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述基膜為聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和無紡布中的一種，孔隙率為40-55％。
3.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述基膜、涂層A和涂層B的厚度比為10-15:1-4:1-4。
4.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述納米陶瓷顆粒為納米氧化鋁，氫氧化鋁、氫氧化鎂，勃姆石和二氧化硅中的一種或幾種，粒徑為0.4-1.2μm。
5.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述無機硼水溶液的濃度為5wt％-10wt％。
6.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述無機硼水溶液中無機硼為硼砂、四硼酸鉀、四硼酸鋰、硼酸銨中的一種或幾種。
7.根據權利
8.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述分散劑為聚丙烯酸鈉；所述潤濕劑為炔二醇乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚和聚醚改性硅氧烷中的一種或幾種。
9.一種根據權利要求1-8任一項所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜的制備方法，其特征在于，具體制備方法如下：
10.一種根據權利要求1-8任一項所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜的應用，其特征在于，可應用于鋰離子動力電池。
...【技術特征摘要】
1.一種具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述陶瓷隔膜包括基膜以及位于基膜兩側的涂層a和涂層b；所述涂層a由涂層a漿料涂布于基膜表面得到，所述涂層b由涂層b漿料涂布于涂層a表面得到；
2.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述基膜為聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和無紡布中的一種，孔隙率為40-55％。
3.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述基膜、涂層a和涂層b的厚度比為10-15:1-4:1-4。
4.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述納米陶瓷顆粒為納米氧化鋁，氫氧化鋁、氫氧化鎂，勃姆石和二氧化硅中的一種或幾種，粒徑為0.4-1.2μm。
5.根據權利要求1所述的具有雙層涂層的高安全性陶瓷隔膜，其特征在于，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高妍妍，賈相奇，郝晴晴，李昆良，趙中雷，高欣宇，李峰，
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：
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