【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核壳聚合物材料，具体而言，涉及一种聚合物微球材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，在电池隔膜领域，以聚合物微球作为隔膜涂层材料日渐受到关注。例如，将聚合物微球涂覆于隔膜表面，实现隔膜与电极之间的粘接功能，或是调整隔膜自身的机械性能；又例如以聚合物微球作为隔膜修饰材料，提高隔膜的热响应性能、离子电导率、稳定性能等，进而实现电池安全性能或电性能的提高。
2、cn202110675299.0公开了一种电池隔膜，包括基膜和涂层，其中涂层包括核壳型球体、无机物、增稠剂和水性粘合剂；所述核壳型球体包括内核和包覆于所述内核外的外壳，内核的玻璃化转变温度为10℃，外壳的玻璃化转变温度为60℃，且内核与外壳的材料均为聚甲基丙烯酸甲酯。该现有技术通过无机-有机复合隔膜涂层，能够有效增强隔膜的粘接能力，同时实现热压时外壳和内核转变为高弹态，避免涂层与基膜的分离。但是，该现有技术中仍包括高含量的陶瓷或类陶瓷无机组分，其存在热稳定性不足的缺陷，仍会导致热压或干燥收卷时涂层自身存在裂痕；此外，核壳型球体为两层型聚甲基丙烯酸甲酯，而并未引入其他结构或官能团，因而所述核壳型球体的功能性较为单一，在与基膜的粘接能力外的其他方面表现一般，在机械强度、耐电解液性能或电解液亲和性能等方面仍存在较大的改进空间。
3、cn202211325940.9公开了一种大粒径的核壳聚合物颗粒及其制备方法和应用；所设计的核壳聚合物颗粒的粒径d50为1~50μm，其结构包括不溶于水的软物质层和硬物质层，软物质层和硬物质层的重量比为1：0.
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种聚合物微球材料，具体而言属于一种微米级三层核壳结构的聚合物微球材料；主要用于解决现有用于二次电池隔膜的聚合物涂层材料所具有的溶胀率高、结构稳定性不足、粒径分布不均等技术缺陷。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种所述的聚合物微球材料的制备方法，该方法简单易行，易于实施，能够实现批量化生产需求。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种用于二次电池的隔膜，能够在保证与电极的粘接性能的前提下，提高电芯的刚度，使之不易褶皱、开口或变形。
4、本专利技术的第四目的在于提供一种二次电池，通过采用聚合物微球涂覆改性的隔膜以有效增强电池整体的机械性能和安全性能。
5、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
6、一种聚合物微球材料，包括由内至外的核层、过渡层和壳层；
7、其中，所述核层包括第一改性丙烯酸酯共聚物，且所述第一改性丙烯酸酯共聚物的玻璃化温度≤35℃；所述过渡层包括至少一种功能单体聚合得到；所述壳层包括第二改性丙烯酸酯共聚物，且所述第二改性丙烯酸酯共聚物的玻璃化温度为60℃~250℃；
8、所述过渡层的原料包括功能型单体，所述功能型单体包括前端交联单体、强极性单体或长侧链单体中的至少一种；其中，所述前端交联单体含有至少2个可聚合的烯基官能团；所述强极性单体的官能团包括羟基、羰基、酰氧基、醚键、环氧基、胺基、磺酸基、含取代基的芳香环中的至少一种；所述长侧链单体的侧基包括至少1个含碳数≥4的碳链或碳氧链。
9、优选地，所述过渡层的质量为所述核层的5wt.%~85wt.%，所述壳层的质量为所述核层与所述过渡层之和的5wt.%~200wt.%。
10、优选地，所述第一改性丙烯酸酯共聚物是包括按重量份数计的如下组分制备得到：非水溶性软单体45~85份、非水溶性硬单体15~35份、水溶性有机酸单体5~20份、非离子型表活剂0.001~5份、水溶性引发剂0.065~5份和去离子水若干。
11、优选地，所述第二改性丙烯酸酯共聚物是包括按重量份数计的如下组分制备得到：非水溶性硬单体50~95份、前端交联单体0.1~15份、水溶性引发剂0.056~3.9份和去离子水若干。
12、优选地，所述聚合物微球材料的直径为1μm~50μm。
13、一种所述的聚合物微球材料的制备方法，包括如下步骤：
14、（1）、将核层的原料组分充分混合，进行聚合反应，得到核层乳液；
15、（2）、将过渡层的原料组分添加至所述核层乳液，进行第二聚合反应，得到包覆过渡层的核乳液；
16、（3）、将壳层的原料组分添加至所述包覆过渡层的核乳液，进行第三聚合反应，得到包含聚合物微球材料的乳液。
17、优选地，所述聚合反应的温度为55℃~75℃，所述聚合反应的保温时间为12h~15h。
18、优选地，所述第二聚合反应的温度为70℃~90℃，所述第二聚合反应的保温时间为0.5h~3h。
19、优选地，所述第三聚合反应的温度为70℃~90℃，所述第三聚合反应的保温时间为1h~3h。
20、一种用于二次电池的隔膜，包括所述的聚合物微球材料。
21、一种二次电池，包括如所述的用于二次电池的隔膜。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
23、本专利技术提供了一种用于二次电池隔膜涂层领域的、微米级、三层核壳结构的聚合物微球材料，包括位于最内的核层、位于最外的壳层和位于二者之间的功能性过渡层。本专利技术的聚合物微球材料具有良好的粒径均匀度，与隔膜具有良好的粘接性、且同时具有良好的收卷防粘性。本专利技术通过引入一种功能性过渡层，能够有效增强软性核层和硬性壳层的连接性，使得核壳结构整体更为致密、坚固；同时还能够有效地解决聚合物微球溶胀过大、以及长时间受压容易破裂的结构缺陷。
24、本专利技术提供了一种包含所述聚合物微球材料的隔膜及二次电池；具体而言，将表面涂覆聚合物微球材料的隔膜与电池正负极片进行组装并得到电芯，通过对电芯施加一定温度和压力的处理后，隔膜与极片通过聚合物微球材料的粘合作用形成固定连接，同时提升电芯的刚度，在长期电解液浸泡环境下溶胀率低；由此获取具有良好机械性能和安全性能的二次电池。
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1.一种聚合物微球材料，其特征在于，所述聚合物微球材料包括由内至外的核层、过渡层和壳层；
2.根据权利要求1所述的聚合物微球材料，其特征在于，所述过渡层的质量为所述核层的5wt.%~85wt.%，所述壳层的质量为所述核层与所述过渡层之和的5wt.%~200wt.%。
3.根据权利要求1所述的聚合物微球材料，其特征在于，所述聚合物微球材料的直径为1μm~50μm。
4.如权利要求1~3任一项所述的聚合物微球材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物微球材料的制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的聚合物微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下特征（a）~（c）的至少一种：
6.一种用于二次电池的隔膜，其特征在于，所述隔膜包括如权利要求1~3任一项所述的聚合物微球材料。
7.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括如权利要求6所述的隔膜。
【技术特征摘要】
1.一种聚合物微球材料，其特征在于，所述聚合物微球材料包括由内至外的核层、过渡层和壳层；
2.根据权利要求1所述的聚合物微球材料，其特征在于，所述过渡层的质量为所述核层的5wt.%~85wt.%，所述壳层的质量为所述核层与所述过渡层之和的5wt.%~200wt.%。
3.根据权利要求1所述的聚合物微球材料，其特征在于，所述聚合物微球材料的直径为1μm~50μm。
4.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：席柳江，蔡小川，杨茹，刘思亚，周倩，
申请(专利权)人：湖南高瑞电源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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