本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種高浸潤性的鋰離子電池隔膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池具有單體電壓高、比能量高和自放電小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。目前商業(yè)化的鋰離子電池的隔膜絕大部分是采用PP或PE為原料，通過單向或雙向拉伸制備而成。然而由于聚烯烴材料為非極性，所制備的隔膜對(duì)電解液的浸潤性較差，影響了鋰離子電池的倍率性能，而這也在一定程度上制約了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
目前已公開的專利和文獻(xiàn)中，對(duì)聚烯烴隔膜的極性改性方法主要包括以下兩種，方法一：將聚烯烴材料和極性材料共混提高隔膜極性；方法二：通過制備陶瓷漿料進(jìn)行表面涂覆來提高隔膜的極性。然上述兩種方法均存在一定的缺陷，對(duì)于方法一，由于聚烯烴材料極性較差，當(dāng)其和極性材料共混時(shí)容易分相，造成隔膜性能的惡化，對(duì)于方法二，其只能提高隔膜表面的極性，而無法改善隔膜內(nèi)部的極性。為了解決上述問題，有科研人員選用一些極性高分子材料，如PET、纖維素等，通過無紡布工藝制備鋰離子電池隔膜，然通過該法制備的隔膜孔徑較大、力學(xué)性能差，自放電較大。
目前關(guān)于隔膜表面和內(nèi)部都具有高浸潤性的隔膜還未見相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的為提供一種對(duì)電解液具有高浸潤性的鋰離子電池隔膜及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：
一種高浸潤性的鋰離子電池隔膜，在隔膜表面和內(nèi)部均含有對(duì)鋰離子電池電解液具有高浸潤性的膠黏劑樹脂。
所述膠黏劑樹脂種類包括丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或兩種以上的混合物；或丙烯酸共聚物樹脂、環(huán)氧共聚物樹脂、聚氨酯共聚物樹脂中的一種或兩種以上的混合物，優(yōu)選丙烯酸樹脂和丙烯酸共聚物樹脂。
所述膠黏劑能夠溶于乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、異丙醇、乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚中的至少一種，優(yōu)選為丙酮。
所述膠黏劑樹脂的分子量為5000-500000，優(yōu)選為10000-200000。
所述膠黏劑樹脂的熱變形溫度≥120℃。
一種高浸潤的鋰離子電池隔膜制備方法，包括如下步驟：
步驟1：在10-40℃下將膠黏劑樹脂溶于溶劑里，得到混合物Ⅰ；
步驟2：通過微凹或模頭涂布將混合物Ⅰ涂布至基膜表面；
步驟3：待溶劑浸入隔膜內(nèi)部空隙中后在50-100℃下干燥烘干。
所用溶劑為乙醇、丙醇、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、異丙醇、乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚中的至少一種，優(yōu)選為丙酮。
混合物Ⅰ中膠黏劑樹脂的濃度為1-10％，優(yōu)選為1.5-5％。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
通過本法制備的隔膜由于表面和隔膜內(nèi)部孔隙中均帶有對(duì)鋰離子電解液具有很好浸潤性的膠黏劑樹脂，故可顯著提高所制備隔膜的電化學(xué)性能，具體而言隔膜吸液率≥90％，隔膜面電阻≤0.8Ω.cm2，對(duì)電解液的接觸角≤35°，此外本隔膜制備方法具有工序成熟、簡單的優(yōu)點(diǎn)。(本數(shù)據(jù)為以聚丙烯隔膜為基膜時(shí)所測(cè))
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明，并不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體情況做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
以下實(shí)施例中，所用基膜為聚丙烯隔膜，所用膠黏劑樹脂為丙烯酸樹脂和丙烯酸共聚物樹脂，所用溶劑為丙酮或乙醇。
實(shí)施例1
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
實(shí)施例2
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
實(shí)施例3
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
實(shí)施例4
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：1kg，丙酮:99kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
實(shí)施例5
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：10kg，丙酮:90kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
實(shí)施例6
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：5kg，丙酮:95kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
實(shí)施例7
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
實(shí)施例8
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1kg，丙酮:99kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
實(shí)施例9
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為200000)
實(shí)施例10
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為5000)
實(shí)施例11
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1.5kg，丙酮:98.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為500000)
實(shí)施例12
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：1.5kg，乙醇:98.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于乙醇中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為200000)
對(duì)比例1
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：15kg，丙酮:85kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
對(duì)比例2
準(zhǔn)確稱量丙烯酸共聚物樹脂：0.5kg，丙酮:99.5kg；20℃下將丙烯酸共聚物樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸共聚物樹脂分子量為10000)
對(duì)比例3
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：15kg，丙酮:85kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
對(duì)比例4
準(zhǔn)確稱量丙烯酸樹脂：0.5kg，丙酮:99.5kg；20℃下將丙烯酸樹脂溶于丙酮中，通過微凹涂覆方式涂布于聚丙烯隔膜表面，10s后在60℃下干燥烘干。(丙烯酸樹脂分子量為10000)
根據(jù)上述制備方法，按鋰離子電池隔膜行業(yè)通用檢測(cè)方法檢測(cè)了所制備隔膜的吸液率、面電阻及與電解液的接觸角，相關(guān)結(jié)果如表1所示。
表1所制備隔膜的吸液率、面電阻及與電解液的接觸角
由上表可知，膠黏劑濃度在1-10％范圍內(nèi)對(duì)電解液具有很好的浸潤性，效果較未涂覆隔膜或膠黏劑濃度在1-10％之外的隔膜性能更優(yōu)。
上述描述僅是對(duì)本發(fā)明的部分實(shí)施例進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。