隔离膜及其制备方法与流程

本发明涉及一种隔离膜及其制备方法，特别是一种具有提升拉伸强度及压缩抗性的隔离膜及其制造方法。

背景技术：

1、锂电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成，其中隔离膜是一种具有微孔结构的薄膜，主要用于隔开电池的正极及负极以防止电极间的电接触形成短路，但能允许自由离子于其间通过。因此，隔离膜对于锂电池的放电倍率、能量密度、循环效能及安全性有着决定性影响。

2、隔离膜主要由干法拉伸和湿法拉伸两种方式制备形成。干式隔离膜安全性高、成本低，因此多用于大型磷酸铁锂动力锂电池。湿式隔离膜由于其厚度薄、孔隙率高且孔径均匀性好，可提供较佳的透气性，但湿式隔离膜需以涂覆层满足热稳定性以及抗拉强度的安全性需求。

3、在朝向电池高容量化时，一般寻求隔离膜薄化以利离子易于穿梭移动。但在电池组装及充放电循环使用中，隔离膜本身需具有一定的机械强度。因此，隔离膜薄化后，可能造成机械强度下降，因此为了维持绝缘性、离子透过性等，提高隔离膜机械强度为一重要课题。

4、因此，需要隔离膜具有强化的机械强度以更保障电池的安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有提升拉伸强度及压缩抗性的隔离膜及其制造方法。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种隔离膜，包含强化聚烯烃多孔基材和无机涂层，该强化聚烯烃多孔基材由聚烯烃多孔基材经预强化处理而得；该无机涂层包含多个无机粒子及黏结剂，且该无机涂层形成于该强化聚烯烃多孔基材的至少一表面上；其中，该预强化处理包含将该聚烯烃多孔基材依序施用含0.1wt％至3wt％的钛醇盐溶液及30wt％至70wt％的醇的水溶液。

3、作为可选的技术方案，该预强化处理包含将该聚烯烃多孔基材施用含0.2wt％至2.5wt％的钛醇盐溶液及40wt％至60wt％的醇的水溶液。

4、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液还包含0.5wt％至5wt％的六甲基二硅氮烷。

5、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该醇的水溶液进一步包含增黏剂。

6、作为可选的技术方案，该增黏剂的使用量为0.01wt％至1wt％。

7、作为可选的技术方案，该增黏剂为聚(甲基)丙烯酸酯、聚n-乙烯基乙酰胺、交联性的(甲基)丙烯酸树脂、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物或其任意组合。

8、作为可选的技术方案，该聚烯烃多孔基材为单层聚乙烯或单层聚丙烯。

9、作为可选的技术方案，该无机涂层包含80wt％至99wt％的该多个无机粒子及1wt％至20wt％的该黏结剂。

10、作为可选的技术方案，该无机涂层的该多个无机粒子为mg(oh)2、baso4、batio3、hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、zno、zro2、sio2、y2o3、al(oh)3、al2o3、alooh、sic、tio2或其任意组合。

11、作为可选的技术方案，该无机涂层的该黏结剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、交联性的(甲基)丙烯酸树脂、氟系橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚n-乙烯基乙酰胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯或其任意组合。

12、作为可选的技术方案，该隔离膜在以88kgf/cm2荷重持压30秒后的压缩抗性大于90％。

13、作为可选的技术方案，该隔离膜在以88kgf/cm2荷重持压30秒后的透气度降低少于40％。

14、作为可选的技术方案，该隔离膜的高温破裂温度大于160℃。

15、本发明还提出了一种隔离膜的制备方法，步骤包含：

16、提供聚烯烃多孔基材；

17、将该聚烯烃多孔基材进行预强化处理，以形成强化聚烯烃多孔基材，该预强化处理包含将该聚烯烃多孔基材依序施用含0.1wt％至3wt％的钛醇盐溶液及30wt％至70wt％的醇的水溶液；以及

18、在该强化聚烯烃多孔基材的至少一表面上涂布包含多个无机粒子及黏结剂的无机涂层。

19、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液的钛醇盐为甲醇钛、乙醇钛、异丙醇钛和叔丁醇钛或其任意组合，且该钛醇盐溶液的溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇或其任意组合。

20、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该醇的水溶液为甲醇、乙醇、异丙醇、乙氧基乙醇、烯丙醇、乙二醇或其任意组合。

21、作为可选的技术方案，该钛醇盐溶液含0.2wt％至2.5wt％钛醇盐，且该醇的水溶液为40wt％至60wt％的醇的水溶液。

22、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液进一步包含0.5wt％至5wt％的六甲基二硅氮烷。

23、作为可选的技术方案，该预强化处理使用的该醇的水溶液进一步包含增黏剂，其中该增黏剂在该醇的水溶液中的使用量为0.01wt％至1wt％。

24、作为可选的技术方案，该增黏剂为聚(甲基)丙烯酸酯树脂、交联性(甲基)丙烯酸树脂、聚n-乙烯基乙酰胺、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物或其任意组合。

25、本发明的隔离膜在未增加隔离膜总厚度下，可强化隔离膜的拉伸强度及压缩抗性。另一方面，本发明公开的隔离膜具有高温收缩抗性，并提供高穿刺强度。

26、以下结合具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

技术特征：

1.一种隔离膜，其特征在于，包含:

2.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该预强化处理包含将该聚烯烃多孔基材施用含0.2wt％至2.5wt％的钛醇盐溶液及40wt％至60wt％的醇的水溶液。

3.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液还包含0.5wt％至5wt％的六甲基二硅氮烷。

4.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该预强化处理使用的该醇的水溶液进一步包含增黏剂。

5.如权利要求4所述的隔离膜，其特征在于，该增黏剂的使用量为0.01wt％至1wt％。

6.如权利要求4所述的隔离膜，其特征在于，该增黏剂为聚(甲基)丙烯酸酯、聚n-乙烯基乙酰胺、交联性的(甲基)丙烯酸树脂、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物或其任意组合。

7.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该聚烯烃多孔基材为单层聚乙烯或单层聚丙烯。

8.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该无机涂层包含80wt％至99wt％的该多个无机粒子及1wt％至20wt％的该黏结剂。

9.如权利要求8所述的隔离膜，其特征在于，该无机涂层的该多个无机粒子为mg(oh)2、baso4、batio3、hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、zno、zro2、sio2、y2o3、al(oh)3、al2o3、alooh、sic、tio2或其任意组合。

10.如权利要求8所述的隔离膜，其特征在于，该无机涂层的该黏结剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、交联性的(甲基)丙烯酸树脂、氟系橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚n-乙烯基乙酰胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯或其任意组合。

11.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该隔离膜在以88kgf/cm2荷重持压30秒后的压缩抗性大于90％。

12.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该隔离膜在以88kgf/cm2荷重持压30秒后的透气度降低少于40％。

13.如权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，该隔离膜的高温破裂温度大于160℃。

14.一种隔离膜的制备方法，其特征在于，步骤包含：

15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液的钛醇盐为甲醇钛、乙醇钛、异丙醇钛和叔丁醇钛或其任意组合，且该钛醇盐溶液的溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇或其任意组合。

16.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，该预强化处理使用的该醇的水溶液为甲醇、乙醇、异丙醇、乙氧基乙醇、烯丙醇、乙二醇或其任意组合。

17.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，该钛醇盐溶液含0.2wt％至2.5wt％钛醇盐，且该醇的水溶液为40wt％至60wt％的醇的水溶液。

18.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，该预强化处理使用的该钛醇盐溶液进一步包含0.5wt％至5wt％的六甲基二硅氮烷。

19.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，该预强化处理使用的该醇的水溶液进一步包含增黏剂，其中该增黏剂在该醇的水溶液中的使用量为0.01wt％至1wt％。

20.如权利要求19所述的制备方法，其特征在于，该增黏剂为聚(甲基)丙烯酸酯树脂、交联性(甲基)丙烯酸树脂、聚n-乙烯基乙酰胺、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物或其任意组合。

技术总结
本发明公开一种隔离膜及其制备方法，本发明的隔离膜包含强化聚烯烃多孔基材及无机涂层，该强化聚烯烃多孔基材由聚烯烃多孔基材经预强化处理而得，该无机涂层包含多个无机粒子及黏结剂，且该无机涂层形成于该强化聚烯烃多孔基材的至少一表面上，其中，该预强化处理包含将该聚烯烃多孔基材依序施用含0.1wt％至3wt％的钛醇盐溶液及30wt％至70wt％的醇的水溶液。本发明的隔离膜具有良好的机械稳定性。

技术研发人员：罗婉婷,骆奕廷,郑孟嘉
受保护的技术使用者：明基材料（芜湖）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19