專利名稱：一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料及使用該涂料的復(fù)合隔膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料及使用該涂料的復(fù)合隔膜。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應(yīng)、環(huán)境友好等特點，目前已成為移動通訊、電動工具、醫(yī)療器件等設(shè)備的理想電源。隨著國內(nèi)外對新能源汽車的大力推廣，鋰離子電池依據(jù)其獨特優(yōu)勢，成為電動汽車電源的首選，因此，鋰離子電池具有廣闊的發(fā)展前景。LiFePO4電池具有優(yōu)異的安全性和常溫循環(huán)性能，目前成為電動汽車電池的首選材料。但是LiFePO4電池高溫循環(huán)性能還存在一定的不足。在電動汽車中，通常是有數(shù)百支或者數(shù)千支鋰離子電池構(gòu)成電池系統(tǒng)，為電動汽車提供動力。電池在應(yīng)用過程中會產(chǎn)生大量的熱，如果不能及時散去，會自我加熱電池，降低電池的循環(huán)性能；尤其在夏天低緯度區(qū)域使用時，電池劣化更加明顯。主要原因是高溫時電解液中的HF會加快LiFePO4等Fe2+金屬離子的溶解，在電場的作用下，F(xiàn)e2+金屬離子向負(fù)極遷移，并還原沉積在負(fù)極活性物質(zhì)表面，加速催化分解電解液，在負(fù)極表面的SEI膜(固體電解質(zhì)膜)逐漸增厚，界面阻抗迅速增大；同時產(chǎn)生氣體,致使電池內(nèi)部極化增大,循環(huán)性能迅速下降?，F(xiàn)有技術(shù)中提高LiFePO4電池的高溫循環(huán)穩(wěn)定性的方法主要有三種1)向電解液中添加少量的添加劑(碳酸乙烯酯，VC添加劑)(Electrochemical and Solid-StateLetters,9 (2006)A537-A541) ；2)在表面包覆一層化合物(AlF3)降低電解液與LiFePO4M料的直接接觸(Journal of Alloys and Compounds, 487 (2009) 214_217);3)采用摻雜的方法提高 LiFePO4 的高溫穩(wěn)定性(Bull. Korean Chem. Soc. 30(2009)2223-2226)。目前這三種方法效果都不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，涂覆該涂料能顯著提高隔膜的保液性，降低Fe2+的溶解和遷移，提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能。本發(fā)明的第二個目的是提供一種使用該涂料的鋰離子電池復(fù)合隔膜。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，該涂料為聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物。所述涂料中還可以加入無機(jī)粉體，形成聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物與無機(jī)粉體的混合物，所述混合物中聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 95%。所述無機(jī)粉體為Al203、Si02、Zr02、Ti02、BaS04、BaC03中的任意一種或幾種，粉體顆粒為0. 05 5iim。所述聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物為第一單體與第二單體的共聚物，該共聚物的分子量為10000 500000，第一單體與第二單體的質(zhì)量比為5:1 97:3 ;
其中，第一單體為單體I或單體2，結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于該涂料為聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述涂料中還可以加入無機(jī)粉體，形成聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物與無機(jī)粉體的混合物，所述混合物中聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述無機(jī)粉體為 Al2O3' Si02、ZrO2, Ti02、BaSO4' BaCO3中的任意一種或幾種，粉體顆粒為O. 05 5 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物為第一單體與第二單體的共聚物，該共聚物的分子量為10000 500000，第一單體與第二單體的質(zhì)量比為5:1 97:3 ;其中，第一單體為單體I或單體2，結(jié)構(gòu)式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述丙烯酸類單體為丙烯酸或甲基丙烯酸；所述丙烯酸脂類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、 丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯；所述丙烯酸鹽類單體為丙烯酸鋰、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、丙烯酸銨、甲基丙烯酸鋰、甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鉀或甲基丙烯酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物是由以下方法制成的將第一單體和第二單體共100重量份均勻分散在溶劑中，加入O.1 5重量份的引發(fā)劑和O O. 5重量份的鏈轉(zhuǎn)移劑，加熱至60 65°C反應(yīng)8 12h，即得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述溶劑為四氫呋喃或二甲基甲酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，其特征在于所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰；所述鏈轉(zhuǎn)移劑為十二碳硫醇。
9.一種使用權(quán)利要求1或2所述涂料的鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于該復(fù)合隔膜是在聚烯烴微孔膜的一面或兩面涂覆一層鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，形成涂層；所述涂層的厚度為O. 5 5μπι。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于所述的聚烯烴微孔膜為 ΡΡ/ΡΕ/ΡΡ三層膜、ΡΡ/ΡΡ雙層膜、ΡΡ/ΡΕ雙層膜、ΡΕ/ΡΕ雙層膜、PP單層膜、PE單層膜中的任意一種，微孔孔徑為O. 05 5 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料及使用該涂料的復(fù)合隔膜，該涂料為聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物或聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物與無機(jī)粉體的混合物，混合物中聚烯烴主鏈上連接有包含氰乙基側(cè)鏈的聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～95%；使用該涂料的鋰離子電池復(fù)合隔膜是在聚烯烴微孔膜的一面或兩面涂覆一層鋰離子電池復(fù)合隔膜用涂料，形成涂層，涂層的厚度為0.5～5μm。采用本發(fā)明的涂料的鋰離子電池復(fù)合隔膜，經(jīng)電解液活化后，利用氰乙基配位作用或者利用氰乙基的配位作用和無機(jī)粉體表面物理結(jié)合作用，降低Fe2+的溶解和遷移，提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能。
文檔編號C08F220/06GK102993891SQ20121048029
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者懷永建, 張潔, 張海峰, 王海文, 張國軍 申請人:中航鋰電(洛陽)有限公司