一种复合改性隔膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，具体说是一种复合改性隔膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电池隔膜是指在裡离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是裡离子电池最关键 的部分之一，对电池安全性有直接影响。其作用有；隔离正、负极并使电池内的电子不能自 由穿过；使电解液中的离子可W在正负极间自由通过。
[0003] 目前，通常使用的裡离子电池中，隔膜与正负极仅通过隔膜产生的微弱表面张力 实现微弱贴合，该种情况下，电极界面的均匀性难W保证，容易出现隔膜權皱、气泡聚集、极 间距不均匀等问题，造成电池在使用过程中电流密度不均匀，电极极化增大，甚至出现局部 析裡等问题，影响电池的寿命；同时，由于目前的裡离子电池使用的隔膜通常是聚締姪类隔 膜，而聚締姪类隔膜的热稳定性有限，虽然该种隔膜在特定温度下会出现闭孔现象，但是随 着电池温度的升高会发生隔膜烙融现象，隔膜烙融会导致电池内部瞬间发生大面积短路， 引起电池起火爆炸。总而言之，本技术领域的技术人员一直利用聚己締、聚丙締膜的特殊结 构与性能，对其进行改性研究，意图弥补单纯聚締姪隔膜在电池应用中的缺点。目前行业内 多使用丙酬或者N-甲基化咯烧酬等有机溶剂，然后W浸涂的方法制备涂覆聚合物的隔膜， 但是该种隔膜的制备方法需要使用大量的有机毒性溶剂，对生产成本及环境要求较高，而 且隔膜通透性差，透气度值一般在2000~6000S/100mU隔膜热收缩率较大，再者浸涂的方 法效率低，上述因素制约了市场推广。
[0004] 为了改善隔膜的热稳定性，增强电池的安全性能，申请号为201110231238. 1的发 明专利申请公开了一种隔膜，该隔膜是在聚締姪微孔膜一面或双面复合一层薄膜构成，所 述薄膜由聚合物（聚偏氣己締-六氣丙締）、无机填料（氧化物）及溶剂制备而成。使用该 种隔膜，确实可W极大地改善其热稳定性，但其仍然需要用到有机溶剂W形成溶胶状聚合 物，比如二甲基甲酯胺、磯酸S己醋、N-甲基化咯烧酬、二甲基亚讽，该有机溶剂有毒，不利 于环保且制备成本高，另外，制备得到的隔膜的透气度值偏高，不利于电池的高倍率放电性 能。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、 环保、通透性适中的聚偏氣己締-六氣丙締/陶瓷复合改性隔膜及其制备方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：
[0007] 一种复合改性隔膜，包括薄膜基材，所述薄膜基材的至少一个表面设有涂层，所述 涂层由陶瓷、聚偏氣己締-六氣丙締、粘结剂和增稠剂制备而成，所述陶瓷选自粒径D50为 200~800nm的氧化侣、氧化错和二氧化铁中的一种或几种，所述聚偏氣己締-六氣丙締的 平均粒径不大于10 y m，所述粘结剂选自苯丙乳胶、纯丙乳胶和了苯乳胶中的一种或几种， 所述增稠剂选自駿甲基纤维素钢、駿己基纤维素和聚丙締酷胺中的一种或几种，所述陶瓷 与聚偏氣己締-六氣丙締的重量比为100 : 40~100,且所述陶瓷在涂层中的重量占比不 小于30 %，所述聚偏氣己締-六氣丙締在涂层中的重量占比不小于20 %。
[000引为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：
[0009] 一种复合改性隔膜的制备方法，包括W下步骤：
[0010] A)、将增稠剂溶解于去离子水中形成水溶液；
[0011] B)、将陶瓷和聚偏氣己締-六氣丙締分散在水溶液中形成悬浮物；
[0012] C)、在悬浮物中加入粘结剂形成浆料，所述浆料中，去离子水占50~80wt%，陶瓷 占20~60wt %，聚偏氣己締-六氣丙締占20~60wt %，粘结剂占1. 5~8wt %，增稠剂占 0. 3 ~0. 8wt % ;
[0013] D)、将浆料均匀涂覆在薄膜基材的至少一个表面；
[0014] E)、将涂覆了浆料的薄膜基材烘干，得到复合改性隔膜；
[0015] 其中，所述陶瓷选自粒径D50为200~800nm的氧化侣、氧化错和二氧化铁中的 一种或几种，所述聚偏氣己締-六氣丙締的平均粒径不大于10 y m，所述粘结剂选自苯丙乳 胶、纯丙乳胶和了苯乳胶中的一种或几种，所述增稠剂选自駿甲基纤维素钢、駿己基纤维素 和聚丙締酷胺中的一种或几种。
[0016] 本发明的有益效果在于；提供了一种聚偏氣己締-六氣丙締/陶瓷复合改性隔膜， 相比于现有的复合改性隔膜，该隔膜不但不含有有机溶剂，制备成本低、环保，而且具有较 好的通透性，透气度值更低，由其组装得到的电池硬度更好；另外，本发明所提供的制备方 法为水性制备方法，无需采用有机溶剂和形成溶胶状聚合物，制备简单、低成本、环境友好、 易于工业化生产，制备得到的聚偏氣己締-六氣丙締/陶瓷复合改性隔膜相比现有的复合 改性隔膜同样具有较好的通透性，而且透气度值还更低，更有利于制备得到高倍率放电性 能的电池。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例5的聚偏氣己締-六氣丙締/陶瓷复合改性隔膜的扫描电镜 图佛M)。
[001引图2为普通基材隔膜的扫描电镜图（SEM)。
[0019] 图3为普通聚偏氣己締-六氣丙締改性隔膜的扫描电镜图（SEM)。
【具体实施方式】
[0020] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，W下结合实施方式并配合附 图予W说明。
[0021] 本发明最关键的构思在于；通过选择合适粒径的陶瓷和聚偏氣己締-六氣丙締并 控制二者在浆料中的比例含量，再配合粘结剂和增稠剂的作用，使陶瓷和聚偏氣己締-六 氣丙締既可W均匀分散在水溶液中，又可W形成具有合适粘度的稳定易涂覆的浆料，从而 涂覆在薄膜基材表面上后可W得到具有较好的通透性且透气度值更低的复合改性隔膜，整 个制备过程为水性制备过程，不设及有机溶剂和形成溶胶状聚合物，制备简单、低成本、环 境友好、易于工业化生产。
[0022] 具体的，本发明实施方式的复合改性隔膜，包括薄膜基材，所述薄膜基材的至少一 个表面设有涂层，所述涂层由陶瓷、聚偏氣己締-六氣丙締、粘结剂和增稠剂制备而成，所 述陶瓷选自粒径D50为200~800nm的氧化侣、氧化错和二氧化铁中的一种或几种，所述聚 偏氣己締-六氣丙締的平均粒径不大于10 y m，所述粘结剂选自苯丙乳胶、纯丙乳胶和了苯 乳胶中的一种或几种，所述增稠剂选自駿甲基纤维素钢、駿己基纤维素和聚丙締酷胺中的 一种或几种，所述陶瓷与聚偏氣己締-六氣丙締的重量比为100 : 40~100,且所述陶瓷 在涂层中的重量占比不小于30 %，所述聚偏氣己締-六氣丙締在涂层中的重量占比不小于 20%。
[0023] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于；提供了一种聚偏氣己締-六氣丙締/陶 瓷复合改性隔膜，相比于现有的复合改性隔膜，该隔膜不但不含有有机溶剂，制备成本低、 环保，而且具有较好的通透性，透气度值更低，由其组装得到的电池硬度更好，更有利于制 备得到高倍率放电性能的电池。
[0024] 在上述实施方式中，所述薄膜基材可采用本领域中公知的聚締姪微孔膜。优选的， 所述薄膜基材为聚己締微孔膜，聚己締微孔膜优点在本身作为基材而言更薄，且孔隙率更 均匀。
[0025] 在上述实施方式中，所述薄膜基材的厚度优选为6~20微米，所述涂层的厚度优 选为1~10微米。
[0026] 在上述实施方式中，所述聚偏氣己締-六氣丙締的分子量优选为20~200万。
[0027] 在上述实施方式中，所述陶瓷在涂层中的重量占比不小于30%，由此可使得复合 物的涂层耐