CN113214766A - 一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜 - Google Patents

一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂电池涂覆膜制作技术领域，具体公开涉及一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜，耐高温粘合剂的制备主要采用以下组成：纤维素、丙烯酸、偏硅酸、催化剂、引发剂等，锂电池涂覆膜包括微孔基膜层和改性的氧化铝陶瓷涂层，改性的氧化铝陶瓷涂层主要由上述耐高温粘结剂制备而成，本发明制得的耐高温涂覆膜其耐高温性能达到150℃，使用寿命长，安全性高。

Description

一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂 覆膜
技术领域
本发明属于锂电池涂覆膜制作技术领域，尤其涉及一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜。
背景技术
目前锂电池主要组成部分为正极材料、电解液、隔膜和负极材料，其中隔膜在锂电池的组成部件中属于重要部分。其主要作用是防止锂离子电池的正负极极片接触从而引起短路，同时起到电池内部锂离子在正负极之间相互传输的作用，因此隔膜作为液态锂离子电池内部的锂离子传输通道，直接影响着电池的容量、倍率、循环以及安全性能，所以优化隔膜性能对锂离子电池综合性能的提升至关重要。
现有技术中使用的耐高温陶瓷涂覆隔膜，可以有效提高隔膜的热稳定性，但是当一系列安全事故发生时，温度的急剧上升是难以控制的，即当前的耐高温隔膜仍难以承受热失控带来的高温环境，PE材料在142℃左右实现闭孔，这时，电池处于断路状态，当电池内部温度进一步升高时，隔膜熔融，电池正负极接触，短路引起剧烈的放热反应，极易发生爆炸问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温粘结剂及其制备方法及利用其制备的耐高温涂覆膜，其拥有更高的稳定性，该隔膜可以承受150℃的高温，在高温作用下隔膜只缩孔不变形，具有使用安全的特点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种耐高温粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1）原料处理：将羟乙基纤维素加入到35%的浓碱NaOH溶液中，浸泡30 min取出得到碱羟乙基纤维素；
2）将碱羟乙基纤维素与偏硅酸和丙烯酸以2：1：1的比例混合，在催化剂和引发剂的作用下以120-140℃的反应温度反应4h，最后蒸馏浓缩出产品聚偏硅酸羟乙基纤维素丙烯酸酯粘结剂即得。
进一步的，所述步骤2）中催化剂为溴化亚铜，其加入量为反应体系重量的1-3‰，引发剂为过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯和过氧化苯甲酰中的一种，其加入量为反应体系重量的2-5%。
一种利用耐高温粘结剂的制备方法制备的粘结剂。
一种利用粘结剂制备的耐高温涂覆膜，将所述粘结剂添加到氧化铝水溶液中得到氧化铝浆料，所述氧化铝浆料中粘结剂、氧化铝、水的重量比例为0.1:1:1.3，将配制的氧化铝浆料涂覆在基膜PE材料上，基膜厚度为9-12μm，涂层厚度为4μm，涂覆后的隔膜放入150℃的烘箱中1h即得。
进一步的，所述氧化铝浆料固含量为40%-45%。
一种耐高温涂覆膜的应用，该耐高温涂覆膜用于锂离子电池的耐高温陶瓷涂覆隔膜中。
本发明具有的优点是：
1.有机硅的引入使粘结剂引入Si-o键，Si-o键中的Si具有亲水性能，-O键具有亲油性，使得粘结剂具有润湿分散性能，同时Si-o键的引入增加了粘结剂的耐高温性能，由于有机硅不具有增稠效果，羟乙基纤维素的引入增加了粘结剂的分子量，使粘结剂具有增稠效果，同时也提升了粘结剂的耐高温性能，有机硅和羟乙基纤维素官能团的同时引入使得隔膜的耐高温性能得到了协同增强；
2.利用本发明粘结剂制备的耐高温涂覆膜，该隔膜可以承受150℃的高温，在高温作用下隔膜只缩孔不变形，使电池处于断路状态具有使用安全的特点。
附图说明
图1是本申请中粘结剂的红外光谱图；图中C=C双键代表丙烯酸，NH和-OH基代表纤维素，Si-O键代表偏硅酸。
具体实施方式
一种耐高温粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1）原料处理：将羟乙基纤维素加入到35%的浓碱NaOH溶液中，浸泡30 min取出得到碱羟乙基纤维素；
2）将碱羟乙基纤维素与偏硅酸和丙烯酸以2：1：1的比例混合，在催化剂和引发剂的作用下以120-140℃的反应温度反应4h，最后蒸馏浓缩出产品聚偏硅酸羟乙基纤维素丙烯酸酯粘结剂即得，催化剂为溴化亚铜，其加入量为反应体系重量的1-3‰，引发剂为过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯和过氧化苯甲酰中的一种，其加入量为反应体系重量的2-5%，有机硅的引入使粘结剂引入Si-o键，Si-o键中的Si具有亲水性能，-O键具有亲油性，使得粘结剂具有润湿分散性能，同时Si-o键的引入增加了粘结剂的耐高温性能，由于有机硅不具有增稠效果，羟乙基纤维素的引入增加了粘结剂的分子量，使粘结剂具有增稠效果，同时也提升了粘结剂的耐高温性能，有机硅和羟乙基纤维素官能团的同时引入使得隔膜的耐高温性能得到了协同增强，具体见图1，图中C=C双键代表丙烯酸，NH和-OH基代表纤维素，Si-O键代表偏硅酸。
本申请还保护一种利用耐高温粘结剂的制备方法制备的粘结剂。
一种利用粘结剂制备的耐高温涂覆膜，将所述粘结剂添加到氧化铝水溶液中得到氧化铝浆料，氧化铝浆料中粘结剂：氧化铝：水的比例为0.1:1:1.3，配制的氧化铝浆料涂覆在基膜PE材料上，基膜厚度为9-12μm，涂层厚度为4μm，涂覆后的隔膜放入150℃的烘箱中1h即得，所述氧化铝浆料固含量为40%-45%，利用本发明粘结剂制备的耐高温涂覆膜，该隔膜可以承受150℃的高温，在高温作用下隔膜只缩孔不变形，有效避免了因为隔膜的熔断造成的短路问题，使电池处于断路状态具有使用安全的特点。
一种耐高温涂覆膜的应用，该耐高温涂覆膜用于锂离子电池的耐高温陶瓷涂覆隔膜中。

Claims (6)

1.一种耐高温粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料处理：将羟乙基纤维素加入到35%的浓碱NaOH溶液中，浸泡30 min取出得到碱羟乙基纤维素；
2)将碱羟乙基纤维素与偏硅酸和丙烯酸以2：1：1的比例混合成反应体系，反应体系在催化剂和引发剂的作用下以120-140℃的反应温度反应4h，最后蒸馏浓缩出产品聚偏硅酸羟乙基纤维素丙烯酸酯粘结剂即得。
2.如权利要求1所述的耐高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中催化剂为溴化亚铜，其加入量为反应体系重量的1-3‰，引发剂为过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯和过氧化苯甲酰中的一种，其加入量为反应体系重量的2-5%。
3.一种如权利要求2所述的耐高温粘结剂的制备方法制备的粘结剂。
4.一种利用权利要求3所述的粘结剂制备的耐高温涂覆膜，其特征在于：将所述粘结剂添加到氧化铝水溶液中得到氧化铝浆料，氧化铝浆料中粘结剂：氧化铝：水的比例为0.1:1:1.3，配制的氧化铝浆料涂覆在基膜PE材料上，基膜厚度为9-12μm，涂层厚度为4μm，涂覆后的隔膜放入150℃的烘箱中1h即得。
5.如权利要求4所述的耐高温涂覆膜，其特征在于：所述氧化铝浆料固含量为40%-45%。
6.一种如权利要求5所述的耐高温涂覆膜的应用，其特征在于：该耐高温涂覆膜用于锂离子电池的耐高温陶瓷涂覆隔膜中。
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