本發(fā)明屬于鋰電池隔膜領(lǐng)域，尤其涉及一種聚合物乳液、聚合物復(fù)合隔膜及其在鋰電池隔膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，鋰電池的重要性逐步凸現(xiàn)。鋰電池在作為儲能、動力和消費類產(chǎn)品的能源，它具有能量密度高、循環(huán)壽命長、容量大等優(yōu)點。鋰電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜組成，隔膜作為其中一個重要的部分，是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜位于正極和負(fù)極之間，主要作用是將正負(fù)極活性物質(zhì)分隔開，防止兩極因接觸而短路；此外在電化學(xué)反應(yīng)時，能保持必要的電解液，形成離子移動的通道。

2、而當(dāng)電池受到撞擊或者溫度異常升高時，隔膜可能會發(fā)生收縮或者破損，導(dǎo)致正負(fù)極發(fā)生短路，從而產(chǎn)生爆炸燃燒的可能；鋰電池處于充電狀態(tài)時，鋰離子從正極材料中脫嵌，向負(fù)極流動，當(dāng)充電電壓高于額定最大充電限制電壓時，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量大幅度降低，正極材料層狀儲存格會產(chǎn)生垮塌，此時如果繼續(xù)充電，鋰離子充滿負(fù)極材料儲存格后會在負(fù)極材料表面呈枝狀結(jié)晶狀態(tài)堆積，形成鋰枝晶，這些鋰枝晶可能會刺穿隔膜，使電池內(nèi)部正負(fù)極短路。同樣，當(dāng)充電電流過大時，來不及進入儲存格的鋰離子就會聚集于正負(fù)極材料表面，也會形成鋰枝晶，帶來很大的安全隱患。

3、由此可見，隔膜對鋰電池的安全性能起著非常重要的作用，因此，可以通過改善隔膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計等方法來提高安全性，也可以通過在升溫的前期讓電池及時斷路，不再持續(xù)產(chǎn)生電流，以實現(xiàn)對隔膜的保護，不要產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮，提高對電池的保護?，F(xiàn)有的隔膜大多以pe、pp、聚酯或是pi膜為主，pe膜和pp膜在升溫過程中熱收縮較大，不能及時閉孔，聚酯膜和pi膜本身不能閉孔，不能在風(fēng)險產(chǎn)生時，快速有效地產(chǎn)生保護機制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的旨在提供一種高分子聚合物乳液，該乳液涂布在基膜上，可以有效降低隔膜的閉孔溫度，提供有效的閉孔效果，從而降低鋰電池發(fā)生爆炸燃燒的幾率，提高鋰電池的安全性能。

2、本發(fā)明的目的在于提供一種聚合物乳液，所述聚合物乳液的熔點為115～130℃、初始軟化點為70～90℃。

3、優(yōu)選地，所述聚合物乳液的熔點為120～128℃、初始軟化點為74～82℃。

4、優(yōu)選地，所述聚合物乳液的d50為0.3～6μm。

5、更優(yōu)選地，所述聚合物乳液的d50為2～3μm。

6、優(yōu)選地，所述聚合物乳液為球形。

7、優(yōu)選地，按重量份數(shù)計，所述聚合物乳液包括以下組分：聚合物20～60份、乳化劑1.25～4.75份、水62.5～116份，所述聚合物包括聚烯烴，所述聚烯烴的重均分子量為1000～10000g/mol。

8、更優(yōu)選地，按重量份數(shù)計，所述聚合物乳液包括以下組分：聚合物30～50份、乳化劑2～4份、水80～100份，所述聚合物包括聚烯烴，所述聚烯烴的重均分子量為2000～7000g/mol。

9、更優(yōu)選地，所述聚烯烴的重均分子量為3000～5000g/mol。

10、優(yōu)選地，所述聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、費托蠟中的至少一種。

11、更優(yōu)選地，所述聚烯烴選自費托蠟與聚乙烯的組合。

12、更優(yōu)選地，所述費托蠟與聚乙烯的質(zhì)量比為6～10：1～5。

13、更優(yōu)選地，所述費托蠟與聚乙烯的質(zhì)量比為5：1。

14、更優(yōu)選地，所述聚烯烴選自費托蠟與聚丙烯的組合。

15、更優(yōu)選地，所述費托蠟與聚丙烯的質(zhì)量比為4～8：1～3。

16、更優(yōu)選地，所述費托蠟與聚丙烯的質(zhì)量比為4：1。

17、優(yōu)選地，所述乳化劑包括脂肪族烷基酚聚氧乙烯醚類、芐基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚及其衍生物、聚氧丙烯醚及其衍生物、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸環(huán)氧乙烷加成物、蓖麻油環(huán)氧乙烷加成物及其衍生物、多元醇脂肪酸酯及其環(huán)氧乙烷加成物、二聚甘油、脂肪酸酯、雙甘油聚丙二醇醚、甘油聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸鹽、烷基胺聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一種。

18、優(yōu)選地，所述聚合物乳液還包括陶瓷粉4.5～10份。

19、優(yōu)選地，所述陶瓷粉包括sic陶瓷粉、al2o3陶瓷粉、zro2陶瓷粉、aln陶瓷粉、si3n4陶瓷粉、b4c陶瓷粉、bn陶瓷粉中的至少一種。

20、優(yōu)選地，所述陶瓷粉為第一陶瓷粉、第二陶瓷粉和第三陶瓷粉的陶瓷粉的組合，所述第一陶瓷粉的粒度為50～70μm，所述第二陶瓷粉的粒度為20～45um，所述第三陶瓷粉的粒度為0.5～2μm。

21、更優(yōu)選地，所述第一陶瓷粉選自aln陶瓷粉，所述第二陶瓷粉選自zro2陶瓷粉，所述第三陶瓷粉選自sic陶瓷粉。

22、優(yōu)選地，所述第一陶瓷粉、第二陶瓷粉與第三陶瓷粉的重量比為1：1～3：0.5～2。

23、本發(fā)明另一目的在于提供一種聚合物復(fù)合隔膜，包括基膜及復(fù)合在基膜至少一面上的聚烯烴涂層，所述聚烯烴涂層的材料包括所述的聚合物乳液。

24、優(yōu)選地，以質(zhì)量百分比計，所述的聚合物乳液的用量為聚烯烴涂層的材料的80％～90％。

25、優(yōu)選地，以質(zhì)量百分比計，所述聚烯烴涂層的材料還包括2～3％分散劑和8～17％粘接劑。

26、優(yōu)選地，所述基膜包括聚乙烯基膜、聚丙烯基膜中的至少一種。

27、優(yōu)選地，所述基膜的厚度為3～20μm。

28、優(yōu)選地，所述聚烯烴涂層的厚度為1～6μm。

29、本發(fā)明再一目的在于提供聚合物復(fù)合隔膜的制備方法，包括如下步驟：

30、s1.將乳化劑和水混合，加入聚合物，加熱攪拌，得聚合物乳液；

31、s2.將聚合物乳液、分散劑和粘接劑混合，均勻涂敷于基膜上，干燥，得復(fù)合隔膜。

32、優(yōu)選地，s1中，所述加熱的溫度為90～110℃，加熱的時間為0.5～1.5小時。

33、優(yōu)選地，s2中，所述分散劑包括聚氨酯、聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一種。

34、優(yōu)選地，s2中，所述粘接劑包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚氨酯丙烯酸酯中的至少一種。

35、優(yōu)選地，s2中，所述涂敷的方式包括滾涂、噴涂、刷涂中的至少一種。

36、本發(fā)明再一目的在于提供聚合物復(fù)合隔膜的制備方法，包括如下步驟：

37、s1.將乳化劑和水混合，加入聚合物和陶瓷粉，加熱攪拌，得聚合物乳液；

38、s2.將聚合物乳液、分散劑和粘接劑混合，均勻涂敷于基膜上，干燥，得復(fù)合隔膜。

39、優(yōu)選地，s1中，所述加熱的溫度為90～110℃，加熱的時間為0.5～1.5小時。

40、優(yōu)選地，s2中，所述分散劑包括聚氨酯、聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一種。

41、優(yōu)選地，s2中，所述粘接劑包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚氨酯丙烯酸酯中的至少一種。

42、優(yōu)選地，s2中，所述涂敷的方式包括滾涂、噴涂、刷涂中的至少一種。

43、本發(fā)明再一目的在于提供所述的聚合物復(fù)合隔膜在鋰電池隔膜中的應(yīng)用。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

45、(1)本發(fā)明的聚合物乳液經(jīng)過涂布均勻附著在基膜上，電池正常工作時，不影響電池本身的性能，而當(dāng)溫度異常升高時，聚合物會先熔融，從而堵住基膜上的微孔，使電池產(chǎn)生斷路，阻止溫度的繼續(xù)升高，大幅度降低電池發(fā)生爆炸燃燒的幾率。

46、(2)本發(fā)明通過在基膜兩面涂布聚合物乳液，由于聚合物本身的柔韌性，當(dāng)遇到鋰離子充滿負(fù)極材料儲存格后會在負(fù)極材料表面呈枝狀結(jié)晶狀態(tài)堆積，形成鋰枝晶，這些鋰枝晶可能會刺穿隔膜，使電池內(nèi)部正負(fù)極短路時，聚烯烴涂層可以對穿刺產(chǎn)生良好的包容性，從而提高對隔膜的保護作用。