CN111129403B - 一种聚合物涂层隔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种聚合物涂层隔膜及其制备方法。本申请的聚合物涂层隔膜,包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的聚合物涂层,其中,聚合物涂层为极性高分子材料包裹的聚合物微球以点状分布的形式非全覆盖的均匀分散粘附在基膜的表面形成的涂层。本申请的聚合物涂层隔膜,采用极性高分子材料包裹的聚合物微球形成点状分布于基膜表面形成非全覆盖的涂层,最大程度的减小了基膜因涂层造成的微孔堵塞,可以保持隔膜透气性下降较小的情况下提升水性聚合物涂层的粘接性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池隔膜领域,特别是涉及一种聚合物涂层隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有较大的能量密度、大电流放电能力强、额定电压高、循环寿命长等优点,循环寿命在浅充放模式下可以达到3000~5000次。在数码产品、电动自行车、电动摩托、电动汽车、电力储能、通信储能等多个行业及领域得到广泛应用。
自20世纪90年代锂离子电池商业化以来,由于其具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点而被广泛用作各种移动设备的电源。随着锂离子电池的大规模的应用,其安全问题也日益凸显。
隔膜在锂离子电池中的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响着电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具有重要的作用。
目前,锂离子电池主要分为液态锂离子电池和凝胶聚合物锂离子电池。液态锂离子电池主要是靠正极、负极及隔膜三个部件吸收电解液的方式储存,电流越大需要的电解液越多,一般液态锂离子电池中会存在无法被吸收的游离电解液,游离态的电解液会在重力影响下分布不均匀从而影响电池反应的循环性及一致性,同时若电池破损易发生电解液泄露而引发安全事故。为了改善液态锂离子电池的性能,研究人员在普通聚烯烃隔膜上涂上一层聚合物材料后与正负极材料组装成凝胶聚合物锂离子电池,由于电解液均匀分布,且不存在游离态的电解液,凝胶聚合物锂离子电池的循环一致性和安全性优于普通液态锂离子电池。
但是聚合物涂覆隔膜需要使用有机溶剂,不仅成本高、效率低、工序复杂、污染环境、影响操作人员身体健康,而且在制备过程中由于有机溶剂容易挥发,聚合物涂覆隔膜批次均一性难以稳定,并且会导致隔膜的透气性能大幅下降。
针对使用有机溶剂的油性聚合物涂覆的缺陷和不足,已经有研究报道以水作为溶剂,替换有机溶剂的水性聚合物涂覆隔膜。水性聚合物涂覆虽然解决了油性聚合物涂覆大量使用有机溶剂的缺陷;但是,水性聚合物涂覆的粘接性大幅下降,如果通过增加粘结剂在水性聚合物涂覆配方中的比例在避免粘接性大幅下降的问题,则会导致隔膜的透气性能大幅下降,进而影响隔膜的电性能。
因此,如何在提高水性聚合物涂覆的粘接性的同时避免隔膜的透气性能大幅下降,是水性聚合物涂覆亟需解决的关键问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种新的聚合物涂层隔膜及其制备方法。
为了实现上述目的,本申请采用了以下技术方案:
本申请的一方面公开了一种聚合物涂层隔膜,包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的水性聚合物涂层,该水性聚合物涂层为极性高分子材料包裹的聚合物微球以点状分布的形式非全覆盖的均匀分散粘附在基膜的表面形成的涂层。其中,水性聚合物涂层是指由水性聚合物涂覆浆料涂布形成的涂层。
需要说明的是,本申请的点状分布形式的非全覆盖涂层,类似于点状涂布,在基膜的表面形成一个个的点状的涂层,所不同的是,本申请的涂层是按照正常的涂覆方式形成的,以聚合物微球为点形成的涂层。本申请的点状分布是一个个不连续的独立点,可以是一个大微球一个点,或者是多个稍微小一点的微球组合成一个点,原则上各点之间是相互隔开的,即各点之间的基膜表面是裸露的;但是,在实际生产中很难完全实现各点相互独立,因此,不排除由于分散不均匀导致的局部点之间有覆盖基膜的粘结剂涂层。可以理解,本申请的关键在于采用极性高分子材料包裹的聚合物微球进行涂布,利用极性差异使涂覆浆料在干粘过程中,粘结剂更容易吸附在有极性表面的聚合物微球上,从而形成本申请的点状分布的涂层,至于聚合物微球、极性高分子材料和基膜的具体材质可以参考现有技术;但是,为了获得更好的隔膜效果,本申请的优选方案中对聚合物微球、极性高分子材料和基膜的材料都分别进行了限定,详见以下技术方案。
还需要说明的是,本申请采用极性高分子材料包裹聚合物微球,使得聚合物微球表面以及基膜表面的极性差异变大,在涂覆浆料干粘过程中,粘结剂更容易吸附到有极性表面的聚合物微球上,形成本申请的聚合物微球以点状分布的涂层,从而提高了聚合物微球与极片的粘接性,保证了锂电池使用过程中的性能。本申请的聚合物涂层隔膜,采用聚合物微球点状分布的涂层,使得涂层对基膜造成的孔堵塞最小化,从而使聚合物涂层隔膜相对于基膜的Gurley值增加很小;可以在保持隔膜透气性下降不大的情况下,大幅提升聚合物微球涂层的粘接性能。
优选的,极性高分子材料为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种。
优选的,聚合物微球的粒径为基膜微孔孔径的20~500倍。
需要说明的是,本申请的关键在于采用极性高分子材料包裹的聚合物微球,至于聚合物微球的粒径,原则上聚合物微球的粒径越大,所形成的点状涂层中各点的间隔越大,相应的对基膜的Gurley值增加越小;但是,聚合物微球越大,稳定性也相应受到影响。因此,具体的聚合物微球粒径可以根据产品设计需求而定,在此不作具体限定。
优选的,本申请的基膜为聚烯烃微孔膜,聚烯烃微孔膜的孔径为20nm~100nm,厚度为5-40μm。
优选的,聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者两者层叠组成的两层或多层复合膜。
可以理解,聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜是本领域常规使用的聚烯烃微孔膜,在一些特殊使用情况下,不排除还可以采用其它的聚烯烃微孔膜,或者还可以采用其它材质的微孔膜,在此不作具体限定。
本申请的另一面公开了一种用于制备本申请的聚合物涂层隔膜的水性聚合物涂覆浆料,该水性聚合物涂覆浆料包括重量份10-40的组合物和60-90的去离子水,组合物包括重量份75-99.6的聚合物微球、0.1-10的水性粘结剂、0.1-5的极性高分子材料和0.1-5的润湿剂。
可以理解,其中,组合物和去离子水的重量份配比直接影响水性聚合物涂覆浆料的粘度,可以根据不同的涂布方式进行调整,重量份10-40的组合物和60-90的去离子水只是比较常规的水性聚合物涂覆浆料的配比,可以满足大部分的常规涂布方式,不排除一些特殊的涂布方式对涂覆浆料有特殊的需求,从而在本申请限定范围之外进行调整,在此不作具体限定。
需要说明的是,本申请的水性聚合物涂覆浆料,与现有的水性聚合物涂覆浆料相比,通过添加极性高分子材料对聚合物微球进行包裹,可以使聚合物微球表面具有更强的极性,从而在干粘过程中,使得水性粘结剂更容易吸附到有极性表面的聚合物微球上,增强了聚合物微球粘结性,解决了现有水性聚合物涂覆浆料粘结性差的问题。并且,本申请的水性聚合物涂覆浆料,不需要通过增加粘结剂的用量来改善粘结性,因此,也避免了隔膜的透气性能大幅下降的问题;采用本申请的水性聚合物涂覆浆料,在基膜表面形成聚合物微球点状分布的涂层,与常规的非点状分布的聚合物涂层隔膜相比,本申请的水性聚合物涂覆浆料在提高粘结性的同时,并不会使透气性能大幅度下降,相对于常规的聚合物涂层隔膜本申请具有更好的透气性能。
优选的,聚合物微球为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯和聚丙烯中的至少一种制备的微球。
优选的,水性粘结剂为聚丙烯酸类粘结剂,或丁苯乳胶、苯丙乳胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚氨酯中的至少一种。
优选的,润湿剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚和聚氧乙烯中的至少一种。
本申请的另一面公开了本申请的聚合物涂层隔膜的制备方法,具体包括以下步骤,
(1)将极性高分子材料溶于去离子水中,制成混合液一;
(2)向混合液一中加入聚合物微球,搅拌25-100分钟,然后在线速度30-90m/s的分散机中进行分散,制成混合液二;
(3)向混合液二中加入水性粘结剂和润湿剂,搅拌均匀,制成本申请的水性聚合物涂覆浆料;
(4)将步骤(3)制备的水性聚合物涂覆浆料涂布在基膜的至少一个表面,干燥,即获得本申请的聚合物涂层隔膜。
优选的,步骤(4)中,涂布的方法为浸涂法、微凹版涂布法、喷涂法或狭缝式涂布(Slot die)。
由于采用以上技术方案,本申请的有益效果在于:
本申请的聚合物涂层隔膜,采用极性高分子材料包裹的聚合物微球形成点状分布于基膜表面形成非全覆盖的涂层,最大程度的减小了基膜因涂层造成的微孔堵塞,可以保持隔膜透气性下降较小的情况下提升水性聚合物涂层的粘接性能。
附图说明
图1是本申请实施例一制备的聚合物涂层隔膜的扫描电镜图;
图2是本申请对比例二制备的聚合物涂层隔膜的扫描电镜图。
具体实施方式
水性聚合物涂覆隔膜是指用水替换有机溶剂制备的水性聚合物涂覆浆料涂布形成的聚合物涂层隔膜,水性聚合物涂覆浆料虽然避免了大量使用有机溶剂,安全性更好,但是,普遍存在粘结性较差的问题。如果要增强水性聚合物涂覆浆料的粘结性,则需要大量使用粘结剂,这又会导致隔膜的透气性下降。
本申请创造性的采用极性高分子材料包裹的聚合物微球以点状分布的形式形成涂层,一方面,极性高分子材料包裹的聚合物微球能够吸附粘结剂,从而增强其与基膜的粘结性;另一方面,点状分布的形式能够解决隔膜透气性下降的问题。本申请的聚合物涂层隔膜可以采用水性聚合物涂覆浆料涂布,在保障水性涂覆浆料优点的同时,解决了水性涂覆浆料粘结性较差或者导致隔膜透气性下降的问题。
下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明,不应理解为对本申请的限制。
实施例一
本例的聚合物涂层隔膜,由聚丙烯多孔膜基膜和涂覆在基膜的一个表面的聚合物涂层组成,聚合物涂层为极性高分子材料包裹的聚合物微球以点状分布的形式非全覆盖的均匀分散粘附在基膜的表面形成的涂层,其中聚合物微球为粒径D50为7μm的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒。
本例的聚丙烯多孔膜基膜为购自深圳中兴创新材料技术有限公司的14μm单层PP薄膜,基膜的孔隙率为38%,孔径为27nm。
聚合物涂层由水性聚合物涂覆浆料涂布形成。水性聚合物涂覆浆料由重量比16%的组合物和84%的去离子水组成;其中,组合物由89重量份的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒、5重量份的水性粘结剂、5重量份的极性高分子材料和1重量份的润湿剂组成。本例的水性粘结剂为水性胶聚丙烯酸乳胶,极性高分子材料为聚乙烯醇,润湿剂为聚氧乙烯。
本例的聚合物涂层隔膜制备方法如下:
(1)将极性高分子材料聚乙烯醇和去离子水先加入到预搅拌罐中,溶解完全,得到混合物一;
(2)向混合液一中加入聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒,搅拌60分钟后在高速分散机中进行分散,分散转速70m/s,得到混合液二,即高分子材料包裹的聚合物微球的混合液;
(3)向混合液二中加入水性聚丙烯酸乳胶和润湿剂聚氧乙烯,慢速搅拌均匀,即制备获得本例的水性聚合物涂覆浆料;
(4)聚合物涂层隔膜制备:采用凹版辊法将步骤(3)制备的水性聚合物涂覆浆料涂覆在PP薄膜的其中一个表面,涂覆速度为70m/min,涂覆后的烘干温度为60℃,控制涂覆量使最终的涂层厚度为2μm,制备获得总厚度为16μm的聚合物涂层隔膜。
本例对制备的聚合物涂层隔膜进行了一系列的测试,详细如下:
(1)扫描电镜观察
采用扫描电镜对本例制备的聚合物涂层隔膜的涂层表面进行观察,结果如图1所示。图1的结果显示,本例的聚合物涂层隔膜在基膜的表面形成了聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层,涂层中聚合物微球的高度约为7μm,与预期相符。
需要说明的是,本例制备获得了厚度为2μm的涂层,该涂层厚度是测厚仪测试的厚度;因为测厚仪在进行厚度测试时会施加一定的压力,而聚合物微球和基膜本身具有弹性;所以,虽然聚合物微球的高度约为7μm,但是,测厚仪测定的厚度仍然为2μm。
(2)Gurley值和剥离强度测试
按照常规的电池隔膜的Gurley值测试方法对本例制备的聚合物涂层隔膜,以及聚丙烯多孔膜基膜的Gurley值进行测试。
采用180度剥离强度测试方法对本例制备的聚合物涂层隔膜与正极极片的剥离强度进行测试,隔膜与极片的涂层面相对,进行干压制样,干压条件为80℃、1MPa、1min,制备好的测试样品宽度为20mm,拉力机以300mm/min速度连续剥离。
Gurley值测试结果显示,聚丙烯多孔膜基膜的Gurley值为243s,本例制备的聚合物涂层隔膜的Gurley值为256s;由此可见,本例的聚合物涂层隔膜的透气性下降幅度较小,Gurley值仅增加了5.3%。
剥离强度测试结果显示,本例的聚合物涂层隔膜与正极的干粘测试剥离强度达到27N/m,说明本例的聚合物涂层隔膜具有较好的粘接性能。
实施例二
本例对不同的极性高分子材料进行了试验,具体的分别采用等量的羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠替换实施例一的聚乙烯醇,制备聚合物涂层隔膜,其余与实施例一相同。
本例制备的聚合物涂层隔膜及其采用的极性高分子材料具体如下:
聚合物涂层隔膜一采用羟乙基纤维素包裹聚合物微球;
聚合物涂层隔膜二采用甲基羟乙基纤维素包裹聚合物微球;
聚合物涂层隔膜三采用羧甲基纤维素钠包裹聚合物微球;
聚合物涂层隔膜四采用聚丙烯酰胺包裹聚合物微球;
聚合物涂层隔膜五采用海藻酸钠包裹聚合物微球。
本例按照实施例一相同的方法对制备的五个聚合物涂层隔膜进行电镜扫描观察、Gurley值测试和剥离强度测试。
扫描电镜结果显示,本例的五个聚合物涂层隔膜在基膜的表面都分别形成了聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层,涂层中聚合物微球的高度约为7μm,与预期相符。
Gurley值测试结果显示,聚丙烯多孔膜基膜的Gurley值为243s,本例制备的五个聚合物涂层隔膜的Gurley值依序为261s、258s、255s、260s、257s;由此可见,本例的五个聚合物涂层隔膜的透气性下降幅度都较小,Gurley值增幅小。
剥离强度测试结果显示,本例的五个聚合物涂层隔膜与正极的干粘测试剥离强度分别为29N/m、28N/m、25N/m、28N/m、26N/m,说明本例的五个聚合物涂层隔膜都具有较好的粘接性能。
实施例三
本例在实施例一的基础上,对水性聚合物涂覆浆料中组合物的聚合物微球、水性粘结剂、极性高分子材料和润湿剂的类型和用量进行了试验。其余与实施例一相同。不同类型试剂和用量的试验如表1所示。
表1组合物中各组分用量(重量份)
编号 | 聚合物微球 | 水性粘结剂 | 极性高分子材料 | 润湿剂 |
1 | 99.6实施例一 | 0.1丁苯乳胶 | 0.1实施例一 | 0.1氟代烷基甲氧基醚醇 |
2 | 75实施例一 | 10丁苯乳胶 | 5实施例一 | 5氟代烷基甲氧基醚醇 |
3 | 80实施例一 | 5苯丙乳胶 | 3实施例一 | 2氟代烷基乙氧基醚醇 |
4 | 90实施例一 | 8苯丙乳胶 | 4实施例一 | 4氟代烷基乙氧基醚醇 |
5 | 95实施例一 | 5乙烯-醋酸乙烯共聚物 | 5实施例一 | 1烷基酚聚氧乙烯醚 |
6 | 75实施例一 | 5乙烯-醋酸乙烯共聚物 | 5实施例一 | 5烷基酚聚氧乙烯醚 |
7 | 75实施例一 | 5聚氨酯 | 5实施例一 | 1脂肪醇聚氧乙烯醚 |
8 | 75实施例一 | 5聚氨酯 | 5实施例一 | 5脂肪醇聚氧乙烯醚 |
9 | 75实施例一 | 5聚氨酯 | 5实施例一 | 1脂肪酸聚氧乙烯醚 |
表1中聚合物微球和极性高分子材料都与实施例一相同,只是具体的用量不同,本例采用了不同于实施例一的水性粘结剂和润湿剂。
本例按照表1的配比制成了九个组合物,并按照实施例一的配比和方法制备了九个水性聚合物涂覆浆料,并由九个水性聚合物涂覆浆料制备了九个聚合物涂层隔膜。
本例对制备的九个聚合物涂层隔膜进行扫描电镜观察,结果显示,九个聚合物涂层隔膜都在基膜表面形成了类似实施例一的聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层。Gurley值和剥离强度测试结果显示,本例的九个聚合物涂层隔膜的Gurley值也与实施例一相当,剥离强度也与实施例一相当。
实施例四
本例在实施例一的基础上,对不同的聚合物微球进行了试验,具体的,本例分别采用等量的聚乙烯微球、聚丙烯微球替换实施例一的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒,本例的聚乙烯微球和聚丙烯微球粒径D50也均为7μm,其余与实施例一相同。
具体的,本例分别制备了聚丙烯腈颗粒涂布形成的聚合物涂层隔膜,聚氧化乙烯颗粒涂布形成的聚合物涂层隔膜,和聚甲基丙烯酸甲酯颗粒涂布形成的聚合物涂层隔膜。
本例对制备的两个聚合物涂层隔膜进行扫描电镜观察,结果显示,两个聚合物涂层隔膜都在基膜表面形成了类似实施例一的聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层。Gurley值测试结果显示,本例的两个聚合物涂层隔膜的Gurley值也与实施例一相当,分别为257s、256s;剥离强度测试结果显示,本例的三个聚合物涂层隔膜与正极的干粘测试剥离强度也与实施例一相当,分别为26N/m、27N/m。
以上结果显示,聚乙烯微球和聚丙烯微球都可以制备形成点状分布的聚合物涂层,效果与实施例一的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒相当。
对比例一
本例与实施例一的材料和制备方法基本相同,所不同的是,本例采用等量的常规分散剂十二烷基聚氧乙烯醚-7,替换实施例一的极性高分子材料聚乙烯醇,其余都与实施例一相同,所制备的涂层厚度也与实施例一相同。
常规的分散剂起到促进聚合物微球分散的作用,并且,常规分散剂在浆料干燥过程中也会吸附在基膜上,导致基膜和微球表面的极性差别不大,粘结剂不会选择性吸附在聚合物微球表面,最终在基膜上也覆盖大量的粘结剂;因此,其制备的聚合物涂层仅仅是常规的全覆盖的涂层,并不会如实施例一那样形成聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层。
按照实施例一相同的方法,对本例制备的聚合物涂层隔膜进行观察和检测。
首先,扫描电镜结果显示,的确本例没有形成类似于实施例一的聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层,与预期相符。
其次,在Gurley值方面,聚丙烯多孔膜基膜的Gurley值为243s,本例制备的聚合物涂层隔膜的Gurley值为274s;由此可见,本例的聚合物涂层隔膜的透气性下降幅度相对较大,Gurley值增加了12.7%,增幅是实施例一的两倍多。
最后,剥离强度测试结果显示,本例的聚合物涂层隔膜与正极的干粘测试剥离强度仅为13N/m,说明本对比例的聚合物涂层隔膜粘接性能较差。
对比例二
本例采用实施例一相同的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒,制备油性涂覆浆料,采用相同的方法将油性涂覆浆料涂布于相同的聚丙烯多孔膜基膜的一个表面,制成聚合物涂层隔膜。用于对比分析实施例一的水性聚合物涂覆浆料制备的聚合物涂层隔膜,与本对比例的油性聚合物涂覆浆料制备的聚合物涂层隔膜的透气性和粘结性。
油性聚合物涂覆浆料的制备:将5重量份的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物颗粒与87重量份的丙酮混匀,搅拌加热至50℃,溶解6小时,再加入8重量份的混合液,搅拌0.5h,冷却到室温,即获得本例的油性聚合物涂覆浆料。其中,混合液为碳酸二甲酯和乙醇1:1的混合液。
按照实施例一的方法,将油性聚合物涂覆浆料涂布于相同的聚丙烯多孔膜基膜的一个表面,控制控制涂覆量使最终的涂层厚度为2μm,即制备获得总厚度为16μm的本例的聚合物涂层隔膜。
采用实施例一相同的方法对制备的聚合物涂层隔膜进行观察和测试。
扫描电镜结果如图2所示,图2的结果显示,油性聚合物涂覆浆料在基膜表面形成了常规的全覆盖的涂层,没有形成类似于实施例一的聚合物微球点状分布的非全覆盖的涂层,与预期相符。
Gurley值测试结果显示,聚丙烯多孔膜基膜的Gurley值为243s,本例制备的聚合物涂层隔膜的Gurley值为320s;由此可见,本例的聚合物涂层隔膜的透气性大幅度下降,Gurley值增加了31.6%,增幅是实施例一的约六倍。
剥离强度测试结果显示,本例的聚合物涂层隔膜与正极的干粘测试剥离强度可达到28N/m,说明本对比例的聚合物涂层隔膜粘接性能较好。
以上两个对比例的结果显示,油性聚合物涂覆浆料制备的聚合物涂层隔膜,虽然粘结性较好,但是,其对基膜的透气性影响较大,Gurley值增加幅度达到31.6%。相对而言,本申请实施例制备的聚合物涂层隔膜透气性影响小,Gurley值增幅小;并且,实施例采用水性聚合物涂覆浆料达到了油性聚合物涂覆浆料相当的粘结性。实施例的水性聚合物涂覆浆料,在提高水性聚合物涂覆的粘接性的同时避免隔膜的透气性能大幅下降。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (8)
1.一种聚合物涂层隔膜,包括基膜和涂覆在基膜至少一个表面的水性聚合物涂层,其特征在于:所述水性聚合物涂层为极性高分子材料包裹的聚合物微球以点状分布的形式非全覆盖的均匀分散粘附在基膜的表面形成的涂层;
所述极性高分子材料为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种;
所述聚合物微球的粒径为基膜微孔孔径的20~500倍;
所述聚合物涂层隔膜采用极性高分子材料包裹的聚合物微球进行涂布,使得聚合物微球表面以及基膜表面的极性差异变大,在涂覆浆料干粘过程中,粘结剂更容易吸附到有极性表面的聚合物微球上,从而形所述涂层;
所述粘结剂为水性粘结剂,所述水性粘结剂为聚丙烯酸类粘结剂,或丁苯乳胶、苯丙乳胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚氨酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的聚合物涂层隔膜,其特征在于:所述基膜为聚烯烃微孔膜,所述聚烯烃微孔膜的孔径为20nm~100nm,厚度为5-40μm。
3.根据权利要求2所述的聚合物涂层隔膜,其特征在于:所述聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者两者层叠组成的两层或多层复合膜。
4.一种用于制备权利要求1-3任一项所述的聚合物涂层隔膜的水性聚合物涂覆浆料,其特征在于:所述水性聚合物涂覆浆料包括重量份10-40的组合物和60-90的去离子水,所述组合物包括重量份75-99.6的聚合物微球、0.1-10的水性粘结剂、0.1-5的极性高分子材料和0.1-5的润湿剂。
5.根据权利要求4所述的水性聚合物涂覆浆料,其特征在于:所述聚合物微球为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯和聚丙烯中的至少一种制备的微球。
6.根据权利要求4或5所述的水性聚合物涂覆浆料,其特征在于:所述润湿剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚和聚氧乙烯中的至少一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物涂层隔膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
(1)将极性高分子材料溶于去离子水中,制成混合液一;
(2)向所述混合液一中加入聚合物微球,搅拌25-100分钟,然后在线速度30-90m/s的分散机中进行分散,制成混合液二;
(3)向所述混合液二中加入水性粘结剂和润湿剂,搅拌均匀,制成水性聚合物涂覆浆料;
(4)将步骤(3)制备的水性聚合物涂覆浆料涂布在基膜的至少一个表面,干燥,即获得所述聚合物涂层隔膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,所述涂布的方法为浸涂法、微凹版涂布法、喷涂法或狭缝式涂布。
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