本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有良好性能的電化學(xué)裝置隔離膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電化學(xué)裝置(如鋰離子二次電池)大多以聚烯烴多孔基材作為隔離膜，但是這種隔離膜受熱時(shí)會(huì)有較大的收縮，因此容易導(dǎo)致正負(fù)極短路而引發(fā)安全事故。為了解決這一問題，業(yè)界人士嘗試?yán)谜辰Y(jié)劑將無機(jī)顆粒涂覆在多孔基板上來制作包含無機(jī)物涂層的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合多孔隔離膜，希望通過無機(jī)顆粒的熱穩(wěn)定性來降低隔離膜的熱收縮，和有機(jī)材料來增加隔膜與正負(fù)極界面間的粘接，從而達(dá)到防止電化學(xué)裝置發(fā)生正負(fù)極短路和提高電芯硬度的目的。但是，這些新開發(fā)的隔離膜還是存在不同程度的缺陷。
例如，有人公開了一種包括多孔基材、無機(jī)物涂層和有機(jī)物涂層的聚合物鋰離子電池隔離膜，所述有機(jī)物涂層涂覆于多孔基材和/或無機(jī)物涂層表面，且呈島狀和/或線狀分布。但是，這種隔離膜在涂層涂覆時(shí)需要采用NMP、乙醇等有機(jī)物作為溶劑進(jìn)行多次涂覆，危害環(huán)境而且工藝復(fù)雜，更重要的是其粘接性不強(qiáng)，不能滿足電池對(duì)硬度的要求。
還有人公開了一種具有多孔活性涂層的油性涂層隔離膜，其將油性聚合物的混合物涂覆在多孔基材上而形成多孔活性涂層，這種涂層采用浸涂工藝，涂布速度慢，生產(chǎn)效率低。除此之外，大量有機(jī)溶劑的使用會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，也使制造成本大幅度增加。
因此，本領(lǐng)域迫切需要提供一種制備工藝簡單且界面粘接性能良好的電化學(xué)裝置隔離膜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種界面粘接性能良好的電化學(xué)裝置隔離膜。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種可用于電化學(xué)裝置的隔離膜涂層，所述涂層含有高粘性聚合物顆粒和添加劑以及分布在顆粒間的微孔。
在另一優(yōu)選例中，所述涂層還可能含有粘結(jié)劑。
在另一優(yōu)選例中，所述高粘性聚合物顆粒的直徑為0.01-10μm。
在另一優(yōu)選例中，所述高粘性聚合物選自下述的一種或兩種以上：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺類、聚酯、纖維素衍生物、聚砜類、聚丙烯腈。
在另一優(yōu)選例中，所述添加劑選自下述的一種或兩種以上：聚乙烯醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、聚醚、甲醇、乙醇、硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、季銨化物卵磷脂、氨基酸型、甜菜堿型脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盤)、聚山梨酯(吐溫)。
在另一優(yōu)選例中，所述粘結(jié)劑選自下述的一種或兩種以上：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯。
在本發(fā)明的第二方面，提供了一種電化學(xué)裝置隔離膜，所述隔離膜上涂覆有如上所述的本發(fā)明提供的涂層。
在本發(fā)明的第三方面，提供了一種如上所述的本發(fā)明提供的電化學(xué)裝置隔離膜的制備方法，所述方法包括步驟：將含有高粘性聚合物顆粒的漿料涂布在多孔基材上，得到如上所述的本發(fā)明提供的電池隔離膜。
在另一優(yōu)選例中，所述含有高粘性聚合物顆粒的漿料通過將高粘性聚合物顆粒、添加劑和水混合而成；或通過將高粘性聚合物顆粒、粘結(jié)劑、添加劑和水混合而成。
在本發(fā)明的第四方面，提供了一種電化學(xué)裝置，所述電化學(xué)裝置含有如上所述的本發(fā)明提供的電化學(xué)裝置隔離膜。
據(jù)此，本發(fā)明提供了一種制備工藝簡單且界面粘接性能良好的電化學(xué)裝置隔離膜。
附圖說明
圖1是本發(fā)明提供的隔離膜示意圖。
具體實(shí)施方式
發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，發(fā)現(xiàn)一些聚合物作為電池隔離膜涂層可以增加電池的硬度。在此基礎(chǔ)上，完成了本發(fā)明。
隔離膜/高粘性聚合物涂層
本發(fā)明提供了一種電化學(xué)裝置隔離膜，其包括多孔基材和涂布在多孔基材至少一個(gè)面上的高粘性聚合物涂層。
如本發(fā)明所用，“高粘性聚合物涂層”與“隔離膜涂層”可以互換使用，都包括高粘性聚合物顆粒、添加劑以及均勻分布在高粘性聚合物顆粒之間的微孔。以基材的總面積計(jì)，所述高粘性聚合物涂層在基材上的覆蓋面積比例為5％-90％。
本發(fā)明電化學(xué)裝置隔離膜的高粘性聚合物涂層具有很高的粘性，且在顆粒之間有大量的微孔(參見圖1)，因此，可以有效保證隔離膜具有優(yōu)良的透氣性和離子電導(dǎo)率；同時(shí)，由于高粘性聚合物的顆粒很小，因此能有效地降低高粘性聚合物涂層的厚度，同時(shí)降低隔離膜涂層厚度不均的風(fēng)險(xiǎn)，并保證了隔離膜具有優(yōu)異的界面粘接性能、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及抗氧化能力，使隔離膜在后期電芯加工過程中與極片間形成粘結(jié)性很強(qiáng)的界面，并因此提高電芯的安全性能和硬度。
所述高粘性聚合物顆粒的直徑為0.01μm-10μm，優(yōu)選0.1μm-2μm。
所述高粘性聚合物涂層的厚度為0.1μm-10μm，優(yōu)選0.5μm-5μm
較佳地，所述高粘性聚合物顆粒結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu)、球結(jié)構(gòu)或者類似結(jié)構(gòu)。所述高粘性聚合物顆粒的核材料、殼材料或者整體材料為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺類、聚酯、纖維素衍生物、聚砜類、聚丙烯腈中的至少一種；優(yōu)選聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚酯中的至少一種。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，線性聚合物，例如但不限于聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺類、聚酯、纖維素衍生物、聚砜類、聚丙烯腈等的重均分子量在10萬-50萬之間；交聯(lián)聚合物，例如但不限于丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂等具有合適的官能團(tuán)為醚基、羧基、氰基、氨基酯基等。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述高粘性聚合物的主體材料采用可進(jìn)行溶脹的，如溶脹率為10-200％，較佳地，溶脹率為30-100％，更佳地，溶脹率為50％-80％。溶脹率可以采用本發(fā)明常規(guī)方法進(jìn)行測定，例如但不限于，稱重法。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述高粘性聚合物涂層包括高粘性聚合物和添加劑，還可以選擇性地含有粘結(jié)劑。在本發(fā)明中，粘結(jié)劑的作用主要是為了幫助將涂層粘到電化學(xué)裝置的隔離膜基材上，而涂層中的所謂高粘性聚合物的作用主要是為了使電化學(xué)裝置的隔離膜與正負(fù)極高效粘結(jié)。一般而言，當(dāng)所述高粘性聚合物足以同時(shí)發(fā)揮上述兩種作用時(shí)，不一定要在涂層中加入粘結(jié)劑。以所述高粘性聚合物涂層的總重量計(jì)，一般高粘性聚合物的含量為10-90wt％(優(yōu)選70-90wt％，更優(yōu)選80-90wt％),所述粘結(jié)劑的含量則小于10wt％。
所述粘結(jié)劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯中的至少一種。
本發(fā)明提供的電化學(xué)裝置隔離膜中采用的多孔基材與去離子水不相浸潤，其選自乙烯基聚合物及其共聚物、聚酰亞胺、聚酰胺類、聚酯、纖維素衍生物、聚砜類中的至少一種；或是為上述材料中的至少一種與無機(jī)材料三氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰、碳酸鈣、氧化鈣、氧化鋅、氧化鎂、鈦酸鈰、鈦酸鈣、鈦酸鋇、磷酸鋰、磷酸鈦鋰、磷酸鈦鋁鋰、氮化鋰、鈦酸鑭鋰中至少一種的共混物；其中，所述乙烯基聚合物及其共聚物可為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合物中的至少一種。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述多孔基材上可涂覆有無機(jī)涂層，涂布的無機(jī)涂層的無機(jī)材料為三氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰、碳酸鈣、氧化鈣、氧化鋅、氧化鎂、鈦酸鈰、鈦酸鈣、鈦酸鋇、磷酸鋰、磷酸鈦鋰、磷酸鈦鋁鋰、氮化鋰、鈦酸鑭鋰中的至少一種。本發(fā)明提供的的高粘性聚合物涂層可以直接涂覆在多孔基材上，也可以涂覆在多孔基材上的無機(jī)涂層上。
所述多孔基材上涂布的無機(jī)涂層需使用粘結(jié)劑才能粘接到多孔基材上，粘結(jié)劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、純丙乳液、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、新戊二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉系列、聚四氟乙烯中的至少一種。
本發(fā)明中使用的添加劑主要是增加漿料對(duì)基材的潤濕作用。以高粘性聚合物涂層的總重量計(jì)，其含量在0.01-10wt％；所述添加劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、聚醚、甲醇、乙醇、硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、季銨化物卵磷脂、氨基酸型、甜菜堿型脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盤)、聚山梨酯(吐溫)中的至少一種。
隔離膜制備方法
本發(fā)明提供一種電化學(xué)裝置隔離膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：
第一步，將組成上述本發(fā)明提供的高粘性聚合物涂層的原料與溶劑混合均勻后制成高粘性聚合物漿料；
第二步，將高粘性聚合物漿料涂布在多孔基材或具有至少一面以上無機(jī)涂層的多孔基材的至少一個(gè)面上；
第三步，對(duì)涂布后的膜片進(jìn)行干燥處理，得到電化學(xué)裝置隔離膜。
上述方法的第一步中，使用去離子水作為溶劑制成高粘性聚合物漿料，以制成的漿料的總重量計(jì)，去離子水的用量為20-99wt％，優(yōu)選為60-95wt％。
上述第一步中，原料與溶劑混合時(shí)，各種原料成分的加入順序不限；在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，將粘結(jié)劑加入到高粘性聚合物中一起攪拌，使粘結(jié)劑均勻分散在高粘性聚合物中；然后將添加劑加入并攪拌，使添加劑均勻分散在漿料中；最后加入適量作為溶劑的去離子水，并攪拌均勻而得到一定稠度的高粘性聚合物漿料；以所得到的高粘性聚合物漿料的總重量計(jì)，高粘性聚合物的含量為10-90wt％，優(yōu)選為70-90wt％，更優(yōu)選為80-90wt％。以得到的高粘性聚合物漿料中的固含量計(jì)，所述粘結(jié)劑所占質(zhì)量比為0-10wt％，優(yōu)選為0-6wt％。以得到的高粘性聚合物漿料中的固含量計(jì)，所述添加劑所占質(zhì)量比為0.01-10wt％，優(yōu)選為0.1-10wt％。
上述第一步中可以采用攪拌的方式進(jìn)行混合，較佳地，所述攪拌可為捏合、機(jī)械攪拌、球磨、超聲分散中的至少一種。
上述第二步中涉及的多孔基材優(yōu)選為與去離子水不相浸潤的材料；使用去離子水作為溶劑是為了降低成本并保證對(duì)環(huán)境良好，采用與去離子水不相浸潤的多孔基材則能夠更大程度地降低堵孔風(fēng)險(xiǎn)。
上述第二步中的涂布包括但不限于，浸漬涂布、凹版涂布、絲網(wǎng)印刷、轉(zhuǎn)移涂布、擠壓涂布、噴霧涂布和流延涂布，涂布的速度為1-300m/min。
上述第三步中的干燥處理包括但不限于烘干，干燥溫度為25-130℃；較佳地，采用多段烘箱，烘箱的溫度設(shè)定首尾兩段的溫度低于中間段的溫度。
電化學(xué)裝置
本發(fā)明提供一種電化學(xué)裝置，包括正極、負(fù)極以及間隔于相鄰正極和負(fù)極之間的本發(fā)明提供的隔離膜。
所述電化學(xué)裝置包括但不限于，鋰二次電池、鋰離子二次電池、超級(jí)電容器、燃料電池和太陽能電池；所述鋰離子二次電池包括聚合物鋰離子二次電池。
本發(fā)明提到的上述特征，或?qū)嵤├岬降奶卣骺梢匀我饨M合。本案說明書所揭示的所有特征可與任何組合物形式并用，說明書中所揭示的各個(gè)特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明，所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于：
1、本發(fā)明提供的高粘性聚合物涂層厚度薄、均勻且分布連續(xù)，因此能夠提高高粘性聚合物涂層與多孔基材/正負(fù)極片間的粘接性，進(jìn)而提高電芯的硬度。
2、本發(fā)明提供的高粘性聚合物涂層中在高粘性聚合物顆粒之間具有大量的微孔，能夠保證得到的隔離膜具有較好的透氣性和離子電導(dǎo)率。
3、本發(fā)明提供的隔離膜制備方法中采用水系體系，一次涂布即可完成，具有涂布速度快、工藝簡單、條件溫和的特點(diǎn)，非常適合量產(chǎn)。
4、本發(fā)明提供的電化學(xué)裝置由于采用了具有良好粘接性、透氣性、離子電導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度的隔離膜，因此電化學(xué)性能和安全性能等得到了很大的改善。
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則所有的百分?jǐn)?shù)、比率、比例、或份數(shù)按重量計(jì)。
本發(fā)明中的重量體積百分比中的單位是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶質(zhì)的重量。
除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中所述的較佳實(shí)施方法與材料僅作示范之用。
對(duì)比例1
正極片的制備：將鈷酸鋰、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑聚偏氟乙烯按質(zhì)量比96.5:2.0:1.5加入氮甲基吡咯烷酮(NMP)中混合均勻制成正極漿料，然后涂布在鋁箔上，并在85℃下烘干后進(jìn)行冷壓、切片、裁邊、分條、極耳焊接，制成正極片。
負(fù)極片的制備：將石墨、導(dǎo)電碳、增稠劑羧甲基纖維素鈉、粘結(jié)劑丁苯橡膠按質(zhì)量比97:0.5:1.0:1.5加入去離子水中混合均勻制成負(fù)極漿料，然后涂布在銅箔上，并在85℃下烘干后進(jìn)行冷壓、切片、裁邊、分條、極耳焊接，制成負(fù)極片。
隔離膜：采用厚度為12μm的聚乙烯單層微孔隔離膜作為隔離膜。
非水電解液的制備：將LiPF6與碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二乙酯(DEC)配置成LiPF6濃度為1.0mol/L的溶液(其中，EC和DEC的質(zhì)量比為6:4)，得到非水電解液。
電芯成型：將上述正極片、隔離膜、負(fù)極片卷繞成電芯，然后將該電芯置于鋁塑包裝袋中，注入上述非水電解液，經(jīng)封裝、化成等工序，制成電池。
對(duì)比例2
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將16質(zhì)量份的氧化鋁粉末和8質(zhì)量份的去離子水加入到雙行星攪拌機(jī)中，在室溫下攪拌60min；然后再加入2質(zhì)量份的聚丙烯酸溶液，在常溫下混合1小時(shí)，得到陶瓷漿料；
采用轉(zhuǎn)移涂布方式對(duì)聚丙烯多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為25m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為38℃、45℃、42℃)，干燥后測得所得涂層的單面厚度為4μm。
對(duì)比例3
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將20質(zhì)量份的氧化鋁粉末、10質(zhì)量份的聚偏氟乙烯粉末和8質(zhì)量份的去離子水加入到雙行星攪拌機(jī)中，在室溫下攪拌30min；然后再加入5質(zhì)量份的聚丙烯酸溶液，在常溫下混合2小時(shí)，得到陶瓷和聚偏氟乙烯混合漿料；
采用凹版涂布方式對(duì)聚丙烯多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為15m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為48℃、41℃、38℃)，干燥后測得所得涂層的單面厚度為5μm。
對(duì)比例4
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將50質(zhì)量份的聚丙烯粉末、5質(zhì)量份的純丙乳液和20質(zhì)量份的去離子水加入到雙行星攪拌機(jī)中，在室溫下攪拌30min，得到聚合物漿料；
采用凹版涂布方式對(duì)聚丙烯多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為20m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為55℃、60℃、60℃)，干燥后測得所得涂層的單面厚度為3μm。
實(shí)施例1
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將40質(zhì)量份的高粘性聚合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，溶劑為水，核材料：聚丙烯酸，殼材料：聚甲基丙烯酸)、0.2質(zhì)量份的聚醚和30質(zhì)量份的去離子水加入到雙型星攪拌機(jī)中，在常溫下混合0.5小時(shí)，得到高粘性聚合物漿料；
采用擠壓涂布方式對(duì)聚丙烯多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為20m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為38℃、40℃、40℃)，干燥后測得所得涂層的單面厚度為0.5μm。
實(shí)施例2
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將20質(zhì)量份的高粘性聚合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，溶劑為水，核材料：聚乙烯吡咯烷酮，殼材料：丁苯橡膠)和聚丙烯酸加入到雙型星攪拌機(jī)中，常溫下攪拌30min，再5質(zhì)量份的聚乙二醇和50質(zhì)量份的去離子水，在常溫下混合1.5小時(shí)，得到高粘性聚合物漿料；
采用凹版涂布方式對(duì)聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合多孔基材進(jìn)行單面涂布，涂布速度為10m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為70℃、65℃、65℃)，干燥后測得涂層的單面厚度為2μm。
實(shí)施例3
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將25質(zhì)量份的高粘性聚合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，溶劑為水，整體材料：新戊二醇二丙烯酸酯)和聚乙烯吡咯烷酮加入到雙型星攪拌機(jī)中，常溫下攪拌60min，再1質(zhì)量份的甲醇和40質(zhì)量份的去離子水，在常溫下混合1.0小時(shí)，得到高粘性聚合物漿料；
采用凹版涂布方式對(duì)聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為60m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為62℃、70℃、64℃)，干燥后測得涂層的單面厚度為1μm。
實(shí)施例4
正極片、負(fù)極片、非水電解液、電芯成型等過程與對(duì)比例1相同，但隔離膜采用如下方法制備：
將20質(zhì)量份的高粘性聚合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，溶劑為水，核材料：聚酯，殼材料：纖維素衍生物)和丁苯橡膠加入到雙型星攪拌機(jī)中，常溫下攪拌60min，再10質(zhì)量份的聚山梨酯和70質(zhì)量份的去離子水，在常溫下混合2小時(shí)，得到高粘性聚合物漿料；
采用浸漬涂布方式對(duì)聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合多孔基材進(jìn)行雙面涂布，涂布速度為20m/min；
采用三段式烘箱烘干(每段長為3米，各段溫度分別為60℃、58℃、58℃)，干燥后測得涂層的單面厚度為0.2μm。
實(shí)施例5
性能測試
對(duì)實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-3的隔離膜以及鋰離子電池進(jìn)行以下性能測試：
1)隔離膜的孔隙率測試：用壓汞儀測試；
2)隔離膜的透氣度測試：用透氣度測試儀測試；
3)隔離膜的耐穿刺強(qiáng)度測試：用直徑0.5mm的圓釘以50mm/min的速度刺穿隔離膜；
4)隔離膜的熱收縮率測試：將隔離膜用刀模沖成方片，將隔離膜放于120℃的恒溫烘箱中，烘干2h后取出，測定熱處理前后隔離膜的收縮率；
5)鋰離子電池的循環(huán)性能測試：將鋰離子二次電池在室溫下0.5C倍率充電，0.5C倍率放電，依次進(jìn)行500個(gè)循環(huán)，利用公式計(jì)算其容量保持率；容量保持率＝(500個(gè)循環(huán)后電池的容量/循環(huán)前電池的室溫容量)×100％；
6)鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能測試：將鋰離子二次電池在滿充(4.2V)下進(jìn)行80℃、30天存儲(chǔ)，利用公式計(jì)算其厚度膨脹率；厚度膨脹率＝(存儲(chǔ)前后電池厚度變化/存儲(chǔ)前電芯的厚度)×100％；
7)鋰離子電池的容量測試：將鋰離子二次電池在35℃下0.5C倍率充電，0.5C倍率放電，得到電芯的容量，進(jìn)而計(jì)算電芯的能量密度。
8)隔膜界面粘接：取膜面完整外觀無異常的隔膜，沖切成寬度為15mm，長度為100mm的樣品，取兩條沖切好的隔膜樣品疊到一起，在熱壓機(jī)上以1MPa壓力，溫度85度，速度10米/min的條件熱壓，并用拉力機(jī)測試兩條粘結(jié)在一起隔膜的拉力(單位為N)，粘結(jié)力＝拉力/0.015(單位即為N/m)。
9)電池硬度：取已經(jīng)做完容量后的電池，放在兩塊鐵塊之間，鐵塊之間的距離為30mm，在拉力機(jī)上用具有圓頭的鐵柱子往下壓電池，取往下位移為1mm的時(shí)候所需要的壓力，單位為kgf@1mm。
對(duì)比例1-4和實(shí)施例1-4的隔離膜以及鋰離子電池性能測試結(jié)果如表1所示。
表1、對(duì)比例及實(shí)施例制得的隔離膜及電池性能測試結(jié)果
結(jié)果表明：
1)實(shí)施例1-4和對(duì)比例3-4的界面粘接和電芯硬度都比對(duì)比例1-2有較明顯地改善，特別是實(shí)施例1-4，改善程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)比例3-4，因此，高粘性聚合物涂層隔離膜對(duì)電芯硬度有很大的改善；
2)與對(duì)比例1-3相比，實(shí)施例1-4的涂層厚度更小，其電池的循環(huán)性能更好，厚度膨脹率更小，電芯能量密度也更高；這是因?yàn)楸景l(fā)明高粘性聚合物涂層所使用的聚合物顆粒尺寸較小，進(jìn)而降低了涂層的厚度，因此其能夠在保證耐穿刺強(qiáng)度、熱收縮率不降低的情況下，做到0.2μm的厚度，且比對(duì)比例2-3的涂層形貌更加均勻，同時(shí)由于高粘性聚合物有特殊的功能基團(tuán)，這使得涂層本身與正負(fù)極之間的界面粘接比對(duì)比例3的粘接更強(qiáng)，這就保證了電芯在循環(huán)過程中更不容易發(fā)生隔膜與正負(fù)極脫落剝離，從而使電池具有更好的循環(huán)性能和更小的厚度膨脹率；而且，涂層厚度的減小也帶來了電芯體積的減小，使得電芯能量密度有所提高。除此之外，與對(duì)比例4相比，實(shí)施例1-4的循環(huán)性能明顯更優(yōu)，正是由于優(yōu)選的高粘性聚合物含有的基團(tuán)更有利于電池中離子的傳輸。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容是廣義地定義于申請的權(quán)利要求范圍中，任何他人完成的技術(shù)實(shí)體或方法，若是與申請的權(quán)利要求范圍所定義的完全相同，也或是一種等效的變更，均將被視為涵蓋于該權(quán)利要求范圍之中。