一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法，属于锂离子电池隔膜技术领域。该锂离子电池隔膜包括隔膜基材和涂覆在隔膜基材表面上的涂层，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5～20份、第二光固化单体1～10份、第三光固化单体1～10份、光引发剂0.35～2份、造孔剂0.5～5份、溶剂53～92.15份；其中，所述第一光固化单体为含有酰胺键或苯环结构的单体，所述第二光固化单体为多官能团丙烯酸酯单体，所述第三光固化单体为含有羟基基团的单体。本发明专利技术的隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性，且透气性好。且透气性好。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池隔膜
，具体涉及一种光固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]在现有聚烯烃隔膜涂覆技术中，一般以无机陶瓷涂层涂覆隔膜来改善耐热性和浸润性、以PVDF等聚合物涂层涂覆隔膜来改善隔膜粘结性和浸润性，也有采用无机陶瓷材料和PVDF共混的涂层涂覆隔膜从而使隔膜的耐热性、粘结性、浸润性得以改善。目前隔膜涂覆用的聚合物的分子量在数十万乃至上百万之间，通常来说聚合物的分子量越大，涂层的粘结性越好。但是聚合物分子量大，涂层干燥后成膜连续，无法形成多孔涂层，会堵住隔膜的孔隙，使透气值降低，从而影响锂离子的传导，进而影响锂离子电池的寿命。
[0003]为了改善此问题，现有技术中的解决方法有将聚合物制成纳米微球，也有通过溶剂致相分离的方法使得聚合物在溶剂的萃取作用下形成多孔结构复合膜从而避免透气值降低的问题。但以上方法效果均不佳，隔膜的透气值或多或少仍有下降，且部分工艺繁琐、生产过程中污染大。采用光固化技术对隔膜直接进行接枝改性是本领域目前的研究热点，其可以最大限度的避免降低隔膜的透气性同时提高隔膜的耐热性、粘结性、浸润性。如中国专利CN201310438265.5通过使用紫外线照射隔膜处理后置于纯氮保护的单体中进行接枝改性，改善电解液的亲和性，但此法得到的薄膜耐热性仍较差。CN201510174309.7通过可光固化的聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯和无机纳米粒子混合进行提拉法涂布改性，改善了耐热性、浸润性和粘结性；但聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯此类型低聚物的分子量一般仍较大，且成膜性太好，容易堵住隔膜微孔，专利中也并无透气性的性能测试。CN202010509754.5通过在隔膜熔融生产阶段加入活性官能团单体进行接枝改性，改善隔膜润湿性，但此工艺会影响隔膜基膜的稳定性。
[0004]鉴于此，十分有必要研发一种能够使隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性且不影响透气性的固化改性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光固化改性的锂离子电池隔膜，经过改性后的隔膜具有良好的耐热性、粘结性、浸润性，且透气性好。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种光固化改性的锂离子电池隔膜，其包括隔膜基材和涂覆在隔膜基材表面上的涂层，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5～20份、第二光固化单体1～10份、第三光固化单体1～10份、光引发剂0.35～2份、造孔剂0.5～5份、溶剂53～92.15份；其中，所述第一光固化单体为含有酰胺键或苯环结构的单体，所述第二光固化单体为多官能团丙烯酸酯单体，所述第三光固化单体为含有羟基基团的单体。
[0008]作为本专利技术优选的实施方式，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一
光固化单体5～10份、第二光固化单体1～5份、第三单体光固化单体1～5份、引发剂0.5～1份、造孔剂3～4份、溶剂75～89.5份。
[0009]作为本专利技术优选的实施方式，所述第一光固化单体包括但不限于丙烯酰吗啉(ACMO)、N
‑
羟乙基丙烯酰胺(HEAA)、二甲基丙烯酰胺(DMAA)、二乙基丙烯酰胺(DEAA)、异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N
‑
乙烯基己内酰胺(NVC)、(乙氧基)苯酚丙烯酸酯(PHEA)、苄基丙烯酸酯(BZA)中的一种或任意两种以上的组合。
[0010]作为本专利技术优选的实施方式，第二光固化单体为具有低表面张力或能提高交联密度或交联速度的多官能团单体。所述第二光固化单体包括但不限于四氢糠基丙烯酸酯(THFA)、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(CTFA)、4
‑
叔丁基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)、二乙氧基苯酚丙烯酸酯(PH(2EO)EA)、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、二缩三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、二丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯(NPG(2PO)DA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTAMA)、三乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(3EO)TA)、六乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(6EO)TA)、九乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(9EO)TA)、十五乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(15EO)TA)或三丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(3PO)TA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)、双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)中的一种或任意两种以上的组合。
[0011]含有羟基基团的第三光固化单体用于提高涂层与隔膜的粘结性。作为本专利技术优选的实施方式，所述第三光固化单体包括但不限于丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯(4
‑
HBA)、N
‑
羟乙基丙烯酰胺(HEAA)中的一种或任意两种以上的组合。
[0012]作为本专利技术优选的实施方式，所述光引发剂包括但不限于双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(光引发剂819)、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(光引发剂TPO)、羟基环已基苯甲酮(光引发剂184)、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮(光引发剂1173)、2
‑
苄基
‑2‑
二甲基氨基
‑1‑
(4
‑
吗啉苯基)丁酮(光引发剂369)、2
‑
(4
‑
甲基芐基)
‑2‑
(二甲基氨基)
‑1‑
(4
‑
吗啉苯基)
‑1‑
丁酮(光引发剂379)、2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉基
‑1‑
丙酮(光引发剂907)、2,4
‑
二乙基噻唑酮(光引发剂DETX)、2
‑
异丙基硫杂蒽酮(光引发剂ITX)中的一种或任意两种以上的组合；优选为2,4,6
‑
三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(光引发剂TPO)或2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮(光引发剂1173)。
[0013]作为本专利技术优选的实施方式，所述造孔剂包括但不限于己烷、环己烷、庚烷、环庚烷、辛烷、环辛烷、壬烷、环壬烷、癸烷、环癸烷、乙二醇、丙二醇、二丙二醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：包括隔膜基材和涂覆在隔膜基材表面上的涂层，所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5～20份、第二光固化单体1～10份、第三光固化单体1～10份、光引发剂0.35～2份、造孔剂0.5～5份、溶剂53～92.15份；其中，所述第一光固化单体为含有酰胺键或苯环结构的单体，所述第二光固化单体为多官能团丙烯酸酯单体，所述第三光固化单体为含有羟基基团的单体。2.根据权利要求1所述的光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述涂层是由以下按重量份计的组分制成的：第一光固化单体5～10份、第二光固化单体1～5份、第三单体光固化单体1～5份、引发剂0.5～1份、造孔剂3～4份、溶剂75～89.5份。3.根据权利要求1所述的光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第一光固化单体选自丙烯酰吗啉、N
‑
羟乙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N
‑
乙烯基己内酰胺、(乙氧基)苯酚丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯中的一种或任意两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第二光固化单体选自四氢糠基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、4
‑
叔丁基环己基丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、二乙氧基苯酚丙烯酸酯、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、二丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、六乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、九乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、十五乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或任意两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第三光固化单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯、N
‑
羟乙基丙烯酰胺中的一种或任意两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的光固化改性的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述光引发剂选自双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、羟基环已基苯甲酮、2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩松，刘方，刘瑾豪，
申请(专利权)人：长园泽晖新能源材料研究院珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：