【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池隔膜，尤其涉及一种电池隔膜及其制备方法和在锂离子电池中的应用。
技术介绍
1、锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性以及安全、可靠且能快速充放电等优点，成为近年来新型电源技术的研究热点。锂离子电池的构成包括正极、负极、隔膜和电解质，隔膜作为正负极之间的阻隔物对锂离子电池的性能起到至关重要的作用，其性能直接影响到电池的容量和循环，特别是影响到电池安全性能的重要因素，在隔膜表面进行涂覆是提高隔膜安全性的有效方法。
2、为解决上述问题，业界现在使用的主流方法是，采用二氧化硅、三氧化二铝、勃姆石等无机纳米粒子，加入润湿剂、表面活性剂、分散剂、乳化剂、胶粘剂等添加剂中的一种或多种，配成浆料，涂覆在聚烯烃类等隔膜的表面。相比于传统的隔膜，上述涂覆隔膜表现出更好的耐高温性能，以及更优异的电解液浸润性，但是鉴于无机纳米粒子密度较高，因而涂覆隔膜的面密度明显高于未涂覆隔膜，由此导致电池性能的下降。
3、与此同时，锂离子电池在使用过程中会出现过渡金属元素溶出的现象，尤其是在高温或高电压进行充放电时，锂离子电池的电解液易分解产生hf，hf会腐蚀正极材料，而导致正极材料加剧溶出过渡金属离子ni、mn、co，溶解的过渡金属元素会迁移到负极表面，破坏sei膜或析出，导致电池容量的不可逆衰降，或者刺穿电池隔膜，对锂离子电池的容量、循环使用寿命和自放电性能造成影响。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种电池隔膜及其制备方法和在
2、本专利技术提出的一种电池隔膜，包括基膜和位于基膜任意一侧或两侧的涂层；其中，所述涂层含有自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒。
3、本专利技术中，所述电池隔膜包括基膜和涂层，涂层含有自聚微孔聚酰亚胺微球与无机颗粒，一方面聚酰亚胺微球作为耐高温有机物，与基膜的结合更为紧密，可对隔膜表现出极好的热防护效果和高温热尺寸稳定性，同时其密度较轻，可大幅提高隔膜的持液率，从而改善电池性能；另一方面，聚酰亚胺微球可以在涂层中均匀分散，其所具有的自聚微孔结构可以吸附电池中产生的过量的金属离子，减少溶出的金属离子在负极的沉积，从而确保电池循环稳定性和安全性能。
4、优选地，所述自聚微孔聚酰亚胺微球是将二胺单体和二酐单体缩聚后，静电喷雾，再热亚胺化得到；
5、优选地，所述二胺单体为如下所示结构式中的至少一种：
6、
7、优选地，所述二酐单体为如下所示结构式中的至少一种：
8、
9、本专利技术中，聚酰亚胺微球的分子链中引入刚性结构的二酐单体和大体积的二胺单体，一方面，增加了分子链骨架的刚性，降低分子链段的活动性；另一方面，增加了分子链之间的距离，破坏了聚酰亚胺分支链段的有序堆砌程度，减弱了分子链间的作用力，增大了聚酰亚胺的自由体积和比表面积，获得丰富的自聚微孔结构。
10、优选地，所述基膜为聚烯烃隔膜、纤维素隔膜、聚酯隔膜、纳米纤维无纺隔膜或芳纶隔膜中的一种，优选为聚烯烃隔膜；
11、优选地，所述基膜厚度为1-40μm。
12、优选地，所述无机颗粒为三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、勃姆石、二氧化锆、氧化锌或氮化镁中的至少一种；
13、优选地，所述无机颗粒的粒径为0.01-2μm。
14、优选地，所述自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒的质量比为1-20:100。
15、优选地，所述涂层还含有粘结剂，所述粘结剂优选为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、丁苯橡胶、氟化橡胶、苯乙烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈中的至少一种。
16、本专利技术还提出一种上述电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：
17、s1、配制包含自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒的浆料；
18、s2、将所述浆料涂覆在基膜的任意一侧或两侧，烘干后，即得到所述电池隔膜。
19、优选地，所述浆料溶剂为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇或丁醇中的至少一种；
20、优选地，所述浆料固含量为5-50wt％。
21、本专利技术还提出一种上述电池隔膜在锂离子电池中的应用。
22、有益效果：
23、(1)本专利技术提供了一种电池隔膜及其制备方法和在锂离子电池中的应用，电池隔膜包含由自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒组成的涂层，聚酰亚胺微球由于具有耐高温性能，对隔膜表现出极好的热防护效果，可显著提升隔膜耐温性能和电池安全性能；同时由于聚酰亚胺微球密度明显低于无机颗粒，从而使得涂层重量和隔膜单位面积的重量大大降低，有利于电池性能的提升。
24、(2)本专利技术电池隔膜，由于聚酰亚胺微球为自聚微孔结构，一方面可以增加隔膜吸附能力以吸附溶出的金属离子，减少溶出的金属离子在负极的沉积，进而降低sei膜的稳定性，保证电池的循环稳定性和安全性能；另一方面具备一定程度抑制电池臌胀及性能衰减的作用，还具有较好的吸液性，可以提高电池的倍率性能。
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1.一种电池隔膜，其特征在于，包括基膜和位于基膜任意一侧或两侧的涂层；
2.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述自聚微孔聚酰亚胺微球是将二胺单体和二酐单体缩聚后，静电喷雾，再热亚胺化得到；
3.根据权利要求1或2所述电池隔膜，其特征在于，所述基膜为聚烯烃隔膜、纤维素隔膜、聚酯隔膜、纳米纤维无纺隔膜或芳纶隔膜中的一种，优选为聚烯烃隔膜；
4.根据权利要求1-3任一项所述电池隔膜，其特征在于，所述无机颗粒为三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、勃姆石、二氧化锆、氧化锌或氮化镁中的至少一种；
5.根据权利要求1-4任一项所述电池隔膜，其特征在于，所述自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒的质量比为1-20:100。
6.根据权利要求1-5任一项所述电池隔膜，其特征在于，所述涂层还含有粘结剂，所述粘结剂优选为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、丁苯橡胶、氟化橡胶、苯乙烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈中的至少一种。
7.一种权利要求1
8.根据权利要求7所述电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述浆料溶剂为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇或丁醇中的至少一种；
9.一种权利要求1-6任一项所述电池隔膜在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜，其特征在于，包括基膜和位于基膜任意一侧或两侧的涂层；
2.根据权利要求1所述电池隔膜，其特征在于，所述自聚微孔聚酰亚胺微球是将二胺单体和二酐单体缩聚后，静电喷雾，再热亚胺化得到；
3.根据权利要求1或2所述电池隔膜，其特征在于，所述基膜为聚烯烃隔膜、纤维素隔膜、聚酯隔膜、纳米纤维无纺隔膜或芳纶隔膜中的一种，优选为聚烯烃隔膜；
4.根据权利要求1-3任一项所述电池隔膜，其特征在于，所述无机颗粒为三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、勃姆石、二氧化锆、氧化锌或氮化镁中的至少一种；
5.根据权利要求1-4任一项所述电池隔膜，其特征在于，所述自聚微孔聚酰亚胺微球和无机颗粒的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张群，曹河文，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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