CN106654127A - 一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法。该隔膜在表面和内部均含有对锂离子电池电解液具有高浸润性的胶黏剂组成。其制备方法包括如下步骤：步骤1：将胶黏剂材料溶于油性溶剂里，得到混合物Ⅰ；步骤2：将混合物Ⅰ涂布至聚烯烃隔膜表面，待溶剂浸入隔膜内部空隙中后再干燥烘干，即得到对电解液具有高浸润性的锂离子电池隔膜。本发明制备的隔膜对电解液浸润性高、成本低，加工工序简单。

Description

一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法。
背景技术
由于锂离子电池具有单体电压高、比能量高和自放电小等优点，因此被广泛应用于数码产品、电动工具和电动汽车等领域。目前商业化的锂离子电池的隔膜绝大部分是采用PP或PE为原料，通过单向或双向拉伸制备而成。然而由于聚烯烃材料为非极性，所制备的隔膜对电解液的浸润性较差，影响了锂离子电池的倍率性能，而这也在一定程度上制约了相关行业的发展。
目前已公开的专利和文献中，对聚烯烃隔膜的极性改性方法主要包括以下两种，方法一：将聚烯烃材料和极性材料共混提高隔膜极性；方法二：通过制备陶瓷浆料进行表面涂覆来提高隔膜的极性。然上述两种方法均存在一定的缺陷，对于方法一，由于聚烯烃材料极性较差，当其和极性材料共混时容易分相，造成隔膜性能的恶化，对于方法二，其只能提高隔膜表面的极性，而无法改善隔膜内部的极性。为了解决上述问题，有科研人员选用一些极性高分子材料，如PET、纤维素等，通过无纺布工艺制备锂离子电池隔膜，然通过该法制备的隔膜孔径较大、力学性能差，自放电较大。
目前关于隔膜表面和内部都具有高浸润性的隔膜还未见相关报道。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种对电解液具有高浸润性的锂离子电池隔膜及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术措施实现的：
一种高浸润性的锂离子电池隔膜，在隔膜表面和内部均含有对锂离子电池电解液具有高浸润性的胶黏剂树脂。
所述胶黏剂树脂种类包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种以上的混合物；或丙烯酸共聚物树脂、环氧共聚物树脂、聚氨酯共聚物树脂中的一种或两种以上的混合物，优选丙烯酸树脂和丙烯酸共聚物树脂。
所述胶黏剂能够溶于乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的至少一种，优选为丙酮。
所述胶黏剂树脂的分子量为5000-500000，优选为10000-200000。
所述胶黏剂树脂的热变形温度≥120℃。
一种高浸润的锂离子电池隔膜制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在10-40℃下将胶黏剂树脂溶于溶剂里，得到混合物Ⅰ；
步骤2：通过微凹或模头涂布将混合物Ⅰ涂布至基膜表面；
步骤3：待溶剂浸入隔膜内部空隙中后在50-100℃下干燥烘干。
所用溶剂为乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的至少一种，优选为丙酮。
混合物Ⅰ中胶黏剂树脂的浓度为1-10％，优选为1.5-5％。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
通过本法制备的隔膜由于表面和隔膜内部孔隙中均带有对锂离子电解液具有很好浸润性的胶黏剂树脂，故可显著提高所制备隔膜的电化学性能，具体而言隔膜吸液率≥90％，隔膜面电阻≤0.8Ω.cm2，对电解液的接触角≤35°，此外本隔膜制备方法具有工序成熟、简单的优点。(本数据为以聚丙烯隔膜为基膜时所测)
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明，并不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体情况做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
以下实施例中，所用基膜为聚丙烯隔膜，所用胶黏剂树脂为丙烯酸树脂和丙烯酸共聚物树脂，所用溶剂为丙酮或乙醇。
实施例1
准确称量丙烯酸树脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
实施例2
准确称量丙烯酸树脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
实施例3
准确称量丙烯酸树脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
实施例4
准确称量丙烯酸树脂：1kg，丙酮:99kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
实施例5
准确称量丙烯酸共聚物树脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
实施例6
准确称量丙烯酸共聚物树脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
实施例7
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
实施例8
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1kg，丙酮:99kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
实施例9
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为200000)
实施例10
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为5000)
实施例11
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为500000)
实施例12
准确称量丙烯酸共聚物树脂：1.5kg，乙醇:98.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于乙醇中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为200000)
对比例1
准确称量丙烯酸共聚物树脂：15kg，丙酮:85kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
对比例2
准确称量丙烯酸共聚物树脂：0.5kg，丙酮:99.5kg；20℃下将丙烯酸共聚物树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物树脂分子量为10000)
对比例3
准确称量丙烯酸树脂：15kg，丙酮:85kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
对比例4
准确称量丙烯酸树脂：0.5kg，丙酮:99.5kg；20℃下将丙烯酸树脂溶于丙酮中，通过微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸树脂分子量为10000)
根据上述制备方法，按锂离子电池隔膜行业通用检测方法检测了所制备隔膜的吸液率、面电阻及与电解液的接触角，相关结果如表1所示。
表1所制备隔膜的吸液率、面电阻及与电解液的接触角
由上表可知，胶黏剂浓度在1-10％范围内对电解液具有很好的浸润性，效果较未涂覆隔膜或胶黏剂浓度在1-10％之外的隔膜性能更优。
上述描述仅是对本发明的部分实施例进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高浸润性的锂离子电池隔膜，其特征在于，在隔膜表面和内部均含有对锂离子电池电解液具有高浸润性的胶黏剂树脂。
2.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂种类包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种以上的混合物；或丙烯酸共聚物树脂、环氧共聚物树脂、聚氨酯共聚物树脂中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂为丙烯酸树脂或丙烯酸共聚物树脂。
4.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂能够溶于丙酮、乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚溶剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂的分子量为5000~500000。
6.根据权利要求5所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂的分子量为10000~200000。
7.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述胶黏剂树脂的热变形温度≥120℃。
8.一种高浸润性锂离子电池隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将胶黏剂树脂溶于溶剂里，得到混合物Ⅰ；
步骤2：将混合物Ⅰ涂布至基膜表面；
步骤3：待溶剂浸入隔膜内部空隙中后干燥烘干。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1所述溶剂为乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1所述混合物Ⅰ中胶黏剂树脂的浓度为1-10%。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108847466A (zh) * 2018-06-22 2018-11-20 四川大学 提高断裂伸长率和耐穿刺性能的隔膜材料的制备方法
CN112993490A (zh) * 2021-03-03 2021-06-18 广州鹏辉能源科技股份有限公司 锂电池隔膜及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281961A (zh) * 2007-04-06 2008-10-08 比亚迪股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂层组合物及该隔膜的制造方法
CN103190016A (zh) * 2010-10-27 2013-07-03 株式会社可乐丽 非水类电池用隔膜和使用其的非水类电池以及非水类电池用隔膜的制造方法
CN103408975A (zh) * 2013-08-16 2013-11-27 上海大学 锂离子电池隔膜用涂层材料
CN103718338A (zh) * 2011-07-28 2014-04-09 住友化学株式会社 层叠多孔膜及非水电解液二次电池
CN103904278A (zh) * 2014-04-10 2014-07-02 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其隔离膜及制备方法
CN104157811A (zh) * 2013-12-11 2014-11-19 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池复合隔膜、制备方法和应用
CN105789523A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 深圳市旭冉电子有限公司 一种无机/有机复合功能化多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281961A (zh) * 2007-04-06 2008-10-08 比亚迪股份有限公司 锂离子电池隔膜用的涂层组合物及该隔膜的制造方法
CN103190016A (zh) * 2010-10-27 2013-07-03 株式会社可乐丽 非水类电池用隔膜和使用其的非水类电池以及非水类电池用隔膜的制造方法
CN103718338A (zh) * 2011-07-28 2014-04-09 住友化学株式会社 层叠多孔膜及非水电解液二次电池
CN103408975A (zh) * 2013-08-16 2013-11-27 上海大学 锂离子电池隔膜用涂层材料
CN104157811A (zh) * 2013-12-11 2014-11-19 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池复合隔膜、制备方法和应用
CN103904278A (zh) * 2014-04-10 2014-07-02 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其隔离膜及制备方法
CN105789523A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 深圳市旭冉电子有限公司 一种无机/有机复合功能化多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOON-YONG SOHN ET AL.: "PVDF-HFP/PMMA-coated PE separator for lithium ion battery", 《JOURNAL OF SOLID STATE ELECTROCHEMISTRY》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108847466A (zh) * 2018-06-22 2018-11-20 四川大学 提高断裂伸长率和耐穿刺性能的隔膜材料的制备方法
CN112993490A (zh) * 2021-03-03 2021-06-18 广州鹏辉能源科技股份有限公司 锂电池隔膜及其制备方法和应用

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