1.本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种聚合物绝缘涂层及其制备方法。
背景技术：
2.锂离子电池因其高比能量、长循环寿命、低自放电、无记忆效应以及绿色环保等优点，已广泛应用在手机、电动工具、储能及电动车领域。但随着对高比能及超级快充的需求，电池的安全性越来越受重视。
3.锂离子电池主要由正电极、负电极、电解液及隔膜等材料组成，其中隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正负电极的活性物质分开，防止正负极直接接触而短路。然而，目前所使用的隔膜主要为聚烯烃类隔膜及以聚烯烃类隔膜为基膜的陶瓷隔膜，其中聚乙烯隔膜的熔融温度大约135℃，聚丙烯隔膜的熔融温度165℃左右，即使陶瓷隔膜耐热性有一定提升，但在高温条件下，隔膜也将收缩，导致正负极接触短路，产生安全风险。因此，现阶段，电池厂商在制备正电极时，在极耳空箔处涂覆一层陶瓷涂层，有效地避免因隔膜收缩而短路风险，但所制备的陶瓷涂层硬度高、粘接力弱，易掉粉，在电解液中浸泡后，易脱落，失去其功能。因此，急需开发一种粘接能力强，韧性强度的涂层，以提高锂电池的安全性。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种聚合物绝缘涂层及其制备方法，旨在提高绝缘涂层的粘接力及机械强度，改善碾压电极片极耳褶皱，避免因隔膜收缩、极片延展等原因而导致电芯内部短路的现象，提高锂离子电池的安全性，从而解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种聚合物绝缘涂层，包括第一聚合物、第二聚合物和交联剂，所述聚合物绝缘涂层涂覆在电极片的集流体空箔区。
7.所述第一聚合物为芳纶纤维及其衍生物中的一种或多种。
8.所述第二聚合物为聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种或多种。
9.所述交联剂为聚多巴胺及其衍生物中的一种或多种。
10.所述聚合物绝缘涂层的厚度为5～20μm。
11.所述的聚合物绝缘涂层的制备方法，包括以下步骤：
12.步骤一、将当量的交联剂分散于溶剂中，制备浓度为1g/l-5g/l的交联剂溶液；
13.步骤二、将第一聚合物浸泡在步骤一制备所得的交联剂溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌5～24h，过滤，干燥，制备得到改性第一聚合物；
14.步骤三、将步骤二制备所得的改性第一聚合物和第二聚合物溶解于n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌2～12h，然后涂覆在电极片的集流体空箔区，烘干，即可得到聚合物绝缘涂层。
15.在步骤二中所述第一聚合物和交联剂的质量比为45～49:1～5。
16.在步骤三中所述改性第一聚合物和第二聚合物的质量比为2～5：5～8。
17.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
18.本发明所制备的绝缘涂层均采用具有优异的耐热性能及耐电解液性能的聚合物，同时通过聚多巴胺超强的粘接能力，使得绝缘涂层中聚合物之间通过氢键和共轭键结合，提高涂层的粘接能力及机械强度，解决了现有商业化陶瓷涂层掉粉及极耳撕裂问题，可明显改善电极片碾压时极耳褶皱，有效地避免因隔膜收缩、极片延展等原因而导致电芯内部短路的现象，提高锂离子电池的安全性，便于推广使用。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1
22.本实施例提供了一种聚合物绝缘涂层，通过以下步骤制得，
23.步骤一：将聚多巴胺分散于溶剂中，制备浓度为5g/l的聚多巴胺溶液；
24.步骤二：将95g芳纶纤维浸泡在1000ml聚多巴胺溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌24h，过滤，干燥，制备得到改性芳纶纤维；
25.步骤三：将30g改性芳纶纤维和70g聚丙烯酸酯溶解于1000ml n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌5h，然后涂覆在锂离子电池的电极片的集流体空箔处，烘干，制备得到厚度为12μm聚合物绝缘涂层。
26.实施例2：
27.本实施例提供了一种聚合物绝缘涂层，通过以下步骤制得，
28.步骤一：将聚多巴胺分散于溶剂中，制备浓度为5g/l的聚多巴胺溶液；
29.步骤二：将95g芳纶纤维浸泡在1000ml聚多巴胺溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌24h，过滤，干燥，制备得到改性芳纶纤维；
30.步骤三：将40g改性芳纶纤维和60g聚丙烯酸酯溶解于1000ml n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌5h，然后涂覆在锂离子电池的电极片的集流体空箔处，烘干，制备得到厚度为12μm聚合物绝缘涂层。
31.实施例3：
32.本实施例提供了一种聚合物绝缘涂层，通过以下步骤制得，
33.步骤一：将聚多巴胺分散于溶剂中，制备浓度为5g/l的聚多巴胺溶液；
34.步骤二：将95g芳纶纤维浸泡在1000ml聚多巴胺溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌24h，过滤，干燥，制备得到改性芳纶纤维；
35.步骤三：将50g改性芳纶纤维和50g聚丙烯酸酯溶解于1000ml n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌5h，然后涂覆在锂离子电池的电极片的集流体空箔处，烘干，制备得到厚度为12μm聚合物绝缘涂层。
36.实施例4：
37.本实施例提供了一种聚合物绝缘涂层，通过以下步骤制得，
38.步骤一：将聚多巴胺分散于溶剂中，制备浓度为5g/l的聚多巴胺溶液；
39.步骤二：将98g芳纶纤维浸泡在400ml聚多巴胺溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌24h，过滤，干燥，制备得到改性芳纶纤维；
40.步骤三：将30g改性芳纶纤维和70g聚丙烯酸酯溶解于1000ml n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌5h，然后涂覆在集流体空箔处，烘干，制备得到厚度为12μm聚合物绝缘涂层。
41.实施例5：
42.本实施例提供了一种聚合物绝缘涂层，通过以下步骤制得，
43.步骤一：将聚多巴胺分散于溶剂中，制备浓度为5g/l的聚多巴胺溶液；
44.步骤二：将95g芳纶纤维浸泡在1000ml聚多巴胺溶液中，然后调节溶液ph至8.5，在室温条件下搅拌24h，过滤，干燥，制备得到改性芳纶纤维；
45.步骤三：将30g改性芳纶纤维和70g聚酰亚胺溶解于1000ml n,n－二甲基乙酰胺溶剂中，在室温条件下搅拌5h，然后涂覆在集流体空箔处，烘干，制备得到厚度为12μm聚合物绝缘涂层。
46.对比例1：
47.对比例1为涂覆商业化陶瓷涂层的电极片。
48.对比例2：
49.对比例2为未涂覆涂层的电极片。
50.将实施例1～5和对比例1所制备绝缘涂层的电极片浸泡在以六氟磷酸锂为锂盐，以碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯为溶剂的电解液中。
[0051] 电极片碾压后现象浸泡后粘接强度电解液浸泡48h后实施例1极耳无褶皱41n/m涂层未脱落、无起皮实施例2极耳无褶皱44n/m涂层未脱落、无起皮实施例3极耳无褶皱51n/m涂层未脱落、无起皮实施例4极耳无褶皱33n/m涂层未脱落、无起皮实施例5极耳无褶皱43n/m涂层未脱落、无起皮对比例1掉粉，极耳轻微褶皱4.5n/m涂层起皮对比例2极耳褶皱严重//
[0052]
从上表中实施例1～5和对比例1在电解液中浸泡48h后的结果可以看出，本发明聚合物绝缘涂层可有效地改善碾压时极耳褶皱的情况，避免掉粉现象，提高涂层的粘接能力，具有优异的耐电解液性能。