CN107641460A - 一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝30‑40份；芳纶30‑40份；高分子乳液10‑20份；多孔聚酰亚胺纳米纤维5‑10份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥5‑10份；交联剂5‑10份；水性氟流平剂1‑5份；分散剂2‑5份；稳定剂1‑3份。该隔离膜增加了芳纶，提高了隔离膜的孔隙均匀性，提高了隔离膜抗穿刺强度，且具有良好的抗热收缩性能，提高了电池的实用寿命，该隔离膜增加了多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥，多孔材料结构具有优良的吸液性大大提高了离子穿过隔离膜的性能，提高了导电能力，从而进一步提高了电池的使用性能。
Description
技术领域
本发明属于电池隔离膜的生产加工领域，具体地，涉及一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件。
背景技术
动力电池在现实生活中以及工作中应用比较广泛，尤其是在电动汽车领域中，动力电池是电动汽车的动力来源，为电动汽车的行驶提供了动能，给人们的工作和生活提供了便利，受到人们的欢迎。
在动力电池组中，隔离膜是动力电池组的必备材料之一，但是现在的隔离膜由于结构简单，制备的成分单一，隔离膜的抗热收缩性能差，导致电池的使用寿命及安全降低，给人们的使用带来一定的不便，且现有的隔离膜导电能力差，降低了电池的使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝30-40份；芳纶30-40份；高分子乳液10-20份；多孔聚酰亚胺纳米纤维5-10份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥5-10份；交联剂5-10份；水性氟流平剂1-5份；分散剂2-5份；稳定剂1-3份。
作为本发明进一步的方案：上述动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝33-38份；芳纶33-38份；高分子乳液12-17份；多孔聚酰亚胺纳米纤维6-9份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥6-9份；交联剂6-9份；水性氟流平剂2-4份；分散剂3-4份；稳定剂1-2份。
作为本发明再进一步的方案：上述动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝35份；芳纶35份；高分子乳液15份；多孔聚酰亚胺纳米纤维8份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥8份；交联剂8份；水性氟流平剂2份；分散剂4份；稳定剂2份。
作为本发明再进一步的方案：所述的基膜采用表面均匀布设微孔的乙丙烯共聚高分子隔膜。
作为本发明再进一步的方案：所述的高分子乳液采用的材料为聚丙烯酸酯硅丙乳液或聚氨酯中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述的交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、丙烯酰胺、氮丙啶交联剂或过氧化物交联剂中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述的水性氟流平剂为氟表面活性剂。
上述动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，具体步骤为：
S1、将纳米级三氧化二铝、芳纶、多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥混合，在球磨机中球磨1小时，混合均匀，制备混合物A；
S2、将步骤S1中制备的混合物A加入到高分子乳液中，并搅拌30分钟，加入交联剂、水性氟流平剂、分散剂和稳定剂，搅拌均匀，制备混合溶液；
S3、将步骤S2中制备的混合溶液使用高功率超声装置进行浆料分散，功率为800-1200W；超声分散时间为30分钟，即得到隔离膜的涂布浆料；
S4、将基膜放卷，利用S3步骤中制备的涂布浆料在12-16um厚的基膜上进行微凹式双面涂布，涂布速度为20-40米/分钟，涂布厚度为2-5um；
S5、将步骤S4中制备的隔离膜通过紫外线照射固化；
S6、将步骤S5中制备的隔离膜在烘箱中烘干，烘干温度为50-100摄氏度；烘干时间为1-3分钟；即得成品。
作为本发明进一步的方案：所述烘箱采用电阻加热、红外线加热或蒸汽加热的方式进行干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)该隔离膜增加了芳纶，提高了隔离膜的孔隙均匀性，提高了隔离膜抗穿刺强度，且具有良好的抗热收缩性能，提高了电池的实用寿命。
2)该隔离膜增加了多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥，大大提高了离子穿过隔离膜的性能，提高了导电能力，从而进一步提高了电池的使用性能。
附图说明
图1为动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的结构示意图。
图中：1-基膜；2-涂覆层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
请参阅图1，一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜1和涂覆层2；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝30份；芳纶30份；高分子乳液10份；多孔聚酰亚胺纳米纤维5份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥5份；交联剂5份；水性氟流平剂1份；分散剂2份；稳定剂1份。
所述的基膜1采用表面均匀布设微孔的乙丙烯共聚高分子隔膜；
所述的高分子乳液采为聚丙烯酸酯硅丙乳液或聚氨酯中的一种或几种；
所述的交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、丙烯酰胺、氮丙啶交联剂或过氧化物交联剂中的一种或几种；
所述的水性氟流平剂为氟表面活性剂；
一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，具体步骤为：
S1、将纳米级三氧化二铝、芳纶、多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥混合，在球磨机中球磨1小时，混合均匀，制备混合物A；
S2、将步骤S1中制备的混合物A加入到高分子乳液中，并搅拌30分钟，加入交联剂、水性氟流平剂、分散剂和稳定剂，搅拌均匀，制备混合溶液；
S3、将步骤S2中制备的混合溶液使用高功率超声装置进行浆料分散，功率为800-1200W；超声分散时间为30分钟，即得到隔离膜的涂布浆料；
S4、将基膜放卷，利用S3步骤中制备的涂布浆料在5-16um厚的基膜上进行微凹式双面涂布，涂布速度为20-40米/分钟，涂布厚度为2-5um；
S5、将步骤S4中制备的隔离膜通过紫外线照射固化；
S6、将步骤S5中制备的隔离膜在烘箱中烘干，烘干温度为50-100摄氏度；烘干时间为1-3分钟；即得成品。
实施例2
请参阅图1，一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜1和涂覆层2；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝35份；芳纶35份；高分子乳液15份；多孔聚酰亚胺胺纳米纤维8份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥8份；交联剂8份；水性氟流平剂2份；分散剂4份；稳定剂2份。
所述的基膜1采用表面均匀布设微孔的乙丙烯共聚高分子隔膜；
所述的高分子乳液采用的材料为聚丙烯酸酯硅丙乳液或聚氨酯中的一种或几种；
所述的交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、丙烯酰胺、氮丙啶交联剂或过氧化物交联剂中的一种或几种；
所述的水性氟流平剂为氟表面活性剂；
一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，具体步骤为：
S1、将纳米级三氧化二铝、芳纶、多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥混合，在球磨机中球磨1小时，混合均匀，制备混合物A；
S2、将步骤S1中制备的混合物A加入到高分子乳液中，并搅拌30分钟，加入交联剂、水性氟流平剂、分散剂和稳定剂，搅拌均匀，制备混合溶液；
S3、将步骤S2中制备的混合溶液使用高功率超声装置进行浆料分散，功率为800-1200W；超声分散时间为30分钟，即得到隔离膜的涂布浆料；
S4、将基膜放卷，利用S3步骤中制备的涂布浆料在5-16um厚的基膜上进行微凹式双面涂布，涂布速度为20-40米/分钟，涂布厚度为2-5um；
S5、将步骤S4中制备的隔离膜通过紫外线照射固化；
S6、将步骤S5中制备的隔离膜在烘箱中烘干，烘干温度为50-100摄氏度；烘干时间为1-3分钟；即得成品。
实施例3
请参阅图1，一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，包括基膜1和涂覆层2；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝40份；芳纶40份；高分子乳液20份；多孔聚酰亚胺纳米纤维10份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥10份；交联剂10份；水性氟流平剂5份；分散剂5份；稳定剂3份。
所述的基膜1采用表面均匀布设微孔的乙丙烯共聚高分子隔膜；
所述的高分子乳液采为聚丙烯酸酯硅丙乳液或聚氨酯中的一种或几种；
所述的交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、丙烯酰胺、氮丙啶交联剂或过氧化物交联剂中的一种或几种；
所述的水性氟流平剂为氟表面活性剂；
一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，具体步骤为：
S1、将纳米级三氧化二铝、芳纶、多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥混合，在球磨机中球磨1小时，混合均匀，制备混合物A；
S2、将步骤S1中制备的混合物A加入到高分子乳液中，并搅拌30分钟，加入交联剂、水性氟流平剂、分散剂和稳定剂，搅拌均匀，制备混合溶液；
S3、将步骤S2中制备的混合溶液使用高功率超声装置进行浆料分散，功率为800-1200W；超声分散时间为30分钟，即得到隔离膜的涂布浆料；
S4、将基膜放卷，利用S3步骤中制备的涂布浆料在5-16um厚的基膜上进行微凹式双面涂布，涂布速度为20-40米/分钟，涂布厚度为2-5um；
S5、将步骤S4中制备的隔离膜通过紫外线照射固化；
S6、将步骤S5中制备的隔离膜在烘箱中烘干，烘干温度为50-100摄氏度；烘干时间1-3分钟；即得成品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝30-40份；芳纶30-40份；高分子乳液10-20份；多孔聚酰亚胺纳米纤维5-10份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥5-10份；交联剂5-10份；水性氟流平剂1-5份；分散剂2-5份；稳定剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝33-38份；芳纶33-38份；高分子乳液12-17份；多孔聚酰亚胺纳米纤维6-9份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥6-9份；交联剂6-9份；水性氟流平剂2-4份；分散剂3-4份；稳定剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，包括基膜和涂覆层；所述的涂覆层材料由以下组分构成，按照质量份数计：纳米级三氧化二铝35份；芳纶35份；高分子乳液15份；多孔聚酰亚胺纳米纤维8份；纳米多孔贝壳粉及硅藻泥8份；交联剂8份；水性氟流平剂2份；分散剂4份；稳定剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，所述的基膜采用表面均匀布设微孔的乙丙烯共聚高分子隔膜。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，所述的高分子乳液采用为聚丙烯酸酯硅丙乳液或聚氨酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，所述的交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、丙烯酰胺、氮丙啶交联剂或过氧化物交联剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件，其特征在于，所述的水性氟流平剂为氟表面活性剂。
8.一种如权利要求1-3任一所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、将纳米级三氧化二铝、芳纶、多孔聚酰亚胺纳米纤维和纳米多孔贝壳粉及硅藻泥混合，在球磨机中球磨1小时，混合均匀，制备混合物A；
S2、将步骤S1中制备的混合物A加入到高分子乳液中，并搅拌30分钟，加入交联剂、水性氟流平剂、分散剂和稳定剂，搅拌均匀，制备混合溶液；
S3、将步骤S2中制备的混合溶液使用高功率超声装置进行浆料分散，功率为800-1200W；超声分散时间为30分钟，即得到隔离膜的涂布浆料；
S4、将基膜放卷，利用S3步骤中制备的涂布浆料在5-16um厚的基膜上进行微凹式双面涂布，涂布速度为20-40米/分钟，涂布厚度为2-5um；
S5、将步骤S4中制备的隔离膜通过紫外线照射固化；
S6、将步骤S5中制备的隔离膜在烘箱中烘干，烘干温度为50-100摄氏度；烘干时间为1-3分钟；即得成品。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池用隔离膜的功能涂层材料组件的制备方法，其特征在于，所述烘箱采用电阻加热、红外线加热或蒸汽加热的方式进行干燥。
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