本發(fā)明涉及電池隔膜，尤其是指一種采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜及其制備方法與應用。

背景技術：

1、鋰離子電池作為當前電子設備和電動汽車的主要電源，其性能的優(yōu)劣直接影響到設備的續(xù)航能力和安全性。隔膜作為鋰離子電池中的關鍵組件，承擔著隔離正負極、防止短路和允許鋰離子通過的重要任務。在電池的充放電過程中，鋰離子需要通過隔膜在正負極之間遷移，因此隔膜的離子遷移率對電池的整體性能有著直接的影響。

2、傳統(tǒng)的聚烯烴隔膜雖然具備良好的機械性能和化學穩(wěn)定性，但在高溫環(huán)境下容易收縮，導致電池內部短路，限制了電池的安全性能和循環(huán)穩(wěn)定性。此外，傳統(tǒng)隔膜的離子遷移率較低，不能很好地輸運離子，從而影響了電池的充放電效率和功率密度。在長期循環(huán)使用中，這些限制會逐漸降低電池的性能，縮短電池的使用壽命。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜及其制備方法與應用。

2、本發(fā)明的第一個目的在于提供一種采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，所述鋰離子電池隔膜包括基底隔膜，以及涂覆在所述基底膜表面涂覆的改性涂層，所述改性涂層包括含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯。

3、在本發(fā)明的一些實施例中，所述含氟液晶聚合物選自含氟苯甲酸類液晶聚合物、含氟聯(lián)苯類液晶聚合物、含氟二苯醚類液晶聚合物、含氟二苯甲酮類液晶聚合物、含氟二苯基氧化物類液晶聚合物或含氟二苯基硅氧烷類液晶聚合物中的一種或多種。

4、在本發(fā)明的一些實施例中，所述聚偏氟乙烯的添加量為1-5wt％。

5、在本發(fā)明的一些實施例中，所述基底隔膜選自聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、高分子復合隔膜和陶瓷涂層隔膜中的一種或多種。

6、在本發(fā)明的一些實施例中，所述基底隔膜為微孔隔膜，孔隙率為50±5％，厚度為10～20微米。

7、本發(fā)明的第二個目的在于提供所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

8、提供一種基底隔膜；

9、選取含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯進行混合，溶解在有機溶劑中，得到混合涂覆液；

10、將所得涂覆液均勻涂覆在所述基底隔膜表面，并進行加熱固化得到所述鋰離子電池隔膜。

11、在本發(fā)明的一些實施例中，所述有機溶劑選自n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亞砜(dmso)中的一種或多種。

12、在本發(fā)明的一些實施例中，所述涂覆液的涂覆厚度為1-5微米。

13、在本發(fā)明的一些實施例中，所述加熱固化的溫度為30℃-80℃。

14、本發(fā)明的第三個目的在于提供一種鋰離子電池，包括所述鋰離子電池隔膜。

15、本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：

16、本發(fā)明采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯(pvdf)的混合物對聚乙烯微孔隔膜進行改性。含氟液晶聚合物因其優(yōu)異的耐熱性和化學穩(wěn)定性而被廣泛用于高性能應用，而pvdf因其良好的粘結性和機械性能而成為理想的粘結劑。本發(fā)明利用液晶聚合物分子鏈的有序排列使得改性后的隔膜具有更高的機械強度和韌性，能夠在電池充放電過程中承受更大的應力；本發(fā)明通過利用含氟基團的存在提高了材料的耐熱性，使隔膜在高溫環(huán)境下不易發(fā)生熱收縮或變形，從而保證了電池的安全性和壽命。液晶聚合物的表面能較低，能夠有效防止電解液的過度吸附，同時保持適當?shù)目紫堵?，確保鋰離子的順利傳導，液晶聚合物的有序結構有助于均勻分布電場，減少局部電流密度的不均勻性，從而抑制鋰枝晶的形成，延長電池的循環(huán)壽命。同時通過將這兩種材料混合并溶解在合適的溶劑中，可以形成一種改性涂層，顯著提升隔膜的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械強度和離子電導率，從而提高電池的安全性能和循環(huán)壽命。

技術特征：

1.一種采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述鋰離子電池隔膜包括基底隔膜，以及涂覆在所述基底膜表面涂覆的改性涂層，所述改性涂層包括含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯。

2.根據(jù)權利要求1所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述含氟液晶聚合物選自含氟苯甲酸類液晶聚合物、含氟聯(lián)苯類液晶聚合物、含氟二苯醚類液晶聚合物、含氟二苯甲酮類液晶聚合物、含氟二苯基氧化物類液晶聚合物或含氟二苯基硅氧烷類液晶聚合物中的一種或多種。

3.根據(jù)權利要求1所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的添加量為1-5wt％。

4.根據(jù)權利要求1所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述基底隔膜選自聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、高分子復合隔膜和陶瓷涂層隔膜中的一種或多種。

5.根據(jù)權利要求1所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述基底隔膜為微孔隔膜，孔隙率為50±5％，厚度為10～20微米。

6.權利要求1～5中任一項所述的采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亞砜(dmso)中的一種或多種。

8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述涂覆液的涂覆厚度為1-5微米。

9.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述加熱固化的溫度為30℃-80℃。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1～5任一項所述鋰離子電池隔膜。

技術總結
本發(fā)明涉及一種采用高溫含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯改性的鋰離子電池隔膜及其制備方法與應用。本發(fā)明所述鋰離子電池隔膜包括基底隔膜，以及涂覆在所述基底膜表面涂覆的改性涂層，所述改性涂層包括含氟液晶聚合物和聚偏氟乙烯。本發(fā)明通過將這兩種材料混合并溶解在合適的溶劑中，可以形成一種改性涂層，顯著提升隔膜的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械強度和離子電導率，從而提高電池的安全性能和循環(huán)壽命。

技術研發(fā)人員：姚曉青,徐勇,高潔
受保護的技術使用者：江蘇超電新能源科技發(fā)展有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/7