本發(fā)明是有關(guān)于一種復(fù)合隔離膜，特別是一種具有高溫穩(wěn)定性的復(fù)合隔離膜。

背景技術(shù)：

1、隨著消費(fèi)性電子產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備、電動汽車和工業(yè)儲能領(lǐng)域等的蓬勃發(fā)展，鋰離子電池對其安全性及能量密度的需求日益提高。隔離膜作為電池中重要的絕緣多孔性材料，亦出現(xiàn)進(jìn)一步改善物性的需要。為了進(jìn)一步確保鋰離子電池的安全性，鋰離子電池用隔離膜有提升其高溫耐受性，和降低高溫時熱收縮率的必要，以防止應(yīng)用異常時電極相互接觸而導(dǎo)致熱失控。

2、鋰離子電池的隔離膜為采用聚烯烴材料為基材，亦即聚乙烯(pe)/或聚丙烯(pp)，主要可分為干法拉伸和濕法拉伸兩種，這兩種方法基本上都是經(jīng)由擠出制程將高分子熔融形成薄膜，再以延伸方式制造適合的孔隙。干式隔離膜通常較厚且可以多層堆疊生產(chǎn)，大功率下安全性高、成本低，而濕式隔離膜由于厚度薄、孔隙率高、孔徑均勻性高，適合在聚烯烴基材表面涂覆陶瓷涂層形成復(fù)合隔離膜來降低其熱收縮率以提供安全性。但在使用樹脂黏結(jié)劑黏結(jié)陶瓷粒子時，樹脂黏結(jié)劑在高溫下易發(fā)生強(qiáng)度下降，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞及熱分解，使復(fù)合隔離膜的抗收縮性明顯下降。已知可利用增加陶瓷涂層厚度以強(qiáng)化復(fù)合隔離膜的抗熱收縮，但在隔離膜趨向薄化的趨勢下，薄化的陶瓷涂層在高溫下無法扺抗多孔基膜的大幅收縮，造成整體收縮而無法滿足高溫時的抗熱收縮性，例如在150℃下未能達(dá)到<5％的要求。因此，薄化的陶瓷涂層易因耐熱性下降而引起使用上安全的疑慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明公開一種復(fù)合隔離膜，特別是一種具有高溫穩(wěn)定性的復(fù)合隔離膜。

2、本發(fā)明的復(fù)合隔離膜包含聚烯烴多孔基材及無機(jī)涂層涂覆于該聚烯烴多孔基材的至少一個表面上，其中該無機(jī)涂層包含無機(jī)粒子及黏結(jié)樹脂組合物，該黏結(jié)樹脂組合物相對于每百重量份無機(jī)粒子為2重量份至10重量份，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

3、在本發(fā)明復(fù)合隔離膜的無機(jī)涂層中，該黏結(jié)樹脂組合物包含40wt％至85wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物及15wt％至60wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

4、在本發(fā)明公開的復(fù)合隔離膜中，該丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于-40℃至0℃間。

5、在本發(fā)明復(fù)合隔離膜的一個實(shí)施例中，該無機(jī)涂層中使用的無機(jī)粒子為mg(oh)2、baso4、batio3、hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、zno、zro2、sio2、y2o3、al(oh)3、al2o3、勃姆石(alooh)、sic、tio2或其組合。

6、在本發(fā)明復(fù)合隔離膜的一個實(shí)施例中，該無機(jī)涂層的無機(jī)粒子的平均粒徑(d50)為介于0.1μm至2.0μm間。

7、在本發(fā)明復(fù)合隔離膜的一個實(shí)施例中，該無機(jī)涂層可采用具有相同或不同粒徑的二種或二種以上的無機(jī)粒子。

8、在本發(fā)明復(fù)合隔離膜的一個實(shí)施例中，該無機(jī)涂層的厚度為介于0.1μm至5.0μm間。

9、本發(fā)明的復(fù)合隔離膜在150℃加熱1小時下的熱收縮率在縱向方向(md)及橫向方向(td)上皆不大于2％

10、本發(fā)明復(fù)合隔離膜的無機(jī)涂層與聚烯烴多孔基材間的剝離強(qiáng)度大于30gf/cm。

11、本發(fā)明的另一實(shí)施方案中公開一種復(fù)合隔離膜的制備方法，其包含提供聚烯烴多孔基材，在該聚烯烴多孔基材的一個或二個表面上涂布漿料，其中該漿料包含多個無機(jī)粒子及黏結(jié)樹脂組合物以及干燥該漿料以形成無機(jī)涂層，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

12、在本發(fā)明另一實(shí)施方案的復(fù)合隔離膜中，包含聚烯烴多孔基材及無機(jī)涂層涂覆于該多孔基材的至少一個表面上，其中該無機(jī)涂層包含無機(jī)粒子，黏結(jié)樹脂組合物以及光反應(yīng)劑，該黏結(jié)樹脂組合物相對于每百重量份無機(jī)粒子為2重量份至10重量份，該光反應(yīng)劑相對于每百重量份無機(jī)粒子為0.1重量份至1.5重量份，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

13、本發(fā)明復(fù)合隔離膜的無機(jī)涂層所使用的該光反應(yīng)劑為2-異丙基噻噸酮、噻噸酮、噻噸酮衍生物或其組合。

14、本發(fā)明公開另一實(shí)施方案的復(fù)合隔離膜的制備方法，其步驟包含：提供聚烯烴多孔基材；涂布漿料于該聚烯烴多孔基材的一個或二個表面上，且該漿料包含多個無機(jī)粒子、黏結(jié)樹脂組合物、水以及光反應(yīng)溶液；以及干燥該漿料，并以紫外光照射后形成無機(jī)涂層；其中該黏結(jié)樹脂組合物包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物，及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

15、在本發(fā)明公開的復(fù)合隔離膜的制備方法中，該光反應(yīng)溶液還包含光反應(yīng)劑與溶劑，該光反應(yīng)劑的使用量為相對于每百重量份無機(jī)粒子0.1重量份至1.5重量份。

16、在本發(fā)明公開的復(fù)合隔離膜的制備方法中，該光反應(yīng)劑為2-異丙基噻噸酮、噻噸酮、噻噸酮衍生物或其組合。

17、在本發(fā)明公開的復(fù)合隔離膜的制備方法中，該溶劑為甲苯、甲醇、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷、丙酮、水或其組合。

18、上述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
旨在提供本公開內(nèi)容的簡化摘要，以使閱讀者對本公開內(nèi)容具備基本的理解。此處的發(fā)明內(nèi)容并非本公開內(nèi)容的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實(shí)施例的重要/關(guān)鍵元件或界定本發(fā)明的范圍。在參閱下文實(shí)施方式后，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)當(dāng)可以輕易了解本發(fā)明的基本精神及本發(fā)明所采用的技術(shù)手段與實(shí)施方案。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合隔離膜，其包含

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含40wt％至85wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物，及15wt％至60wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含40wt％至80wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物，及20wt％至60wt％的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于-40℃至0℃之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層的厚度介于0.1μm至5.0μm之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層的厚度為0.5μm至3μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物為聚(n-乙烯基乙酰胺)、酰胺-(甲基)丙烯酸共聚物或丙烯腈-丙烯酰胺-(甲基)丙烯酸酯共聚物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層還包含銨鹽分散劑，其使用量為相對于每百重量份無機(jī)粒子使用0.1重量份至1.0重量份。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層還包含硅氧烷界面活性劑，其使用量為相對于每百重量份無機(jī)粒子使用0.1重量份至1.0重量份。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層中使用的無機(jī)粒子為mg(oh)2、baso4、batio3、hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、zno、zro2、sio2、y2o3、al(oh)3、al2o3、勃姆石、sic、tio2或其組合。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層的無機(jī)粒子的平均粒徑d50介于0.1μm至2.0μm之間。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層包含相對于每百重量份無機(jī)粒子為2重量份至8重量份的黏結(jié)樹脂組合物。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔離膜，其中該無機(jī)涂層進(jìn)一步包含選自抗靜電劑、阻燃劑、抗氧化劑、或表面改性劑的添加劑。

14.一種復(fù)合隔離膜的制備方法，其步驟包含：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法，其中該漿料進(jìn)一步包含分散劑和/或界面活性劑。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其中該分散劑為烷醇胺類分散劑、丙烯酸銨類分散劑或其組合。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其中該分散劑的使用量相對于每百重量份的無機(jī)粒子介于0.1重量份至1.0重量份之間。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其中該界面活性劑為硅氧烷類界面活性劑。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其中該界面活性劑的使用量相對于每百重量份的無機(jī)粒子介于0.1重量份至1重量份之間。

20.一種復(fù)合隔離膜，其包含

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的復(fù)合隔離膜，其中該光反應(yīng)劑為2-異丙基噻噸酮、噻噸酮、噻噸酮衍生物或其組合。

22.一種復(fù)合隔離膜的制備方法，其步驟包含：

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的制備方法，其中該光反應(yīng)溶液還包含光反應(yīng)劑與溶劑，該光反應(yīng)劑的使用量為相對于每百重量份無機(jī)粒子0.1重量份至1.5重量份。

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制備方法，其中該光反應(yīng)劑為2-異丙基噻噸酮、噻噸酮、噻噸酮衍生物或其組合。

25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制備方法，其中該溶劑為甲苯、甲醇、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷、丙酮、水或其組合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種復(fù)合隔離膜及其制備方法。該復(fù)合隔離膜包含聚烯烴多孔基材及無機(jī)涂層，其中該無機(jī)涂層涂覆該聚烯烴多孔基材的至少一個表面且包含多個無機(jī)粒子及黏結(jié)樹脂組合物，其中該黏結(jié)樹脂組合物包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于0℃的丙烯腈?丙烯酰胺?丙烯酸酯共聚物以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度介于150℃至200℃的含酰胺基聚合物。本發(fā)明的復(fù)合隔離膜具備良好高溫耐受性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭凱維,曾柏維,鄭孟嘉,蔡宗諭,黃如慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：明基材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19