本发明属于锂离子电池,尤其涉及一种锂离子电池隔膜和锂离子电池。
背景技术:
1、目前锂离子电池最常用的粘结剂主要为聚偏氟乙烯(pvdf),pvdf粘结剂是工艺非常成熟的一种粘结剂,具有较好的粘结性能,但是使用这种粘结剂成本高,环境污染大;传统pvdf的制备需要使用1,1-二氟-1-氯乙烷(即r142b)作为原材料,r142b是一种损伤大气层的材料,扩产受到国际社会的限制,进而也限制了pvdf的扩产。因此寻找一种力学性能好、稳定性好的新型粘结剂是降低锂离子电池发展的一个非常急迫的业务,同时又可以满足人们对环保安全,绿色家园的强烈需要。
技术实现思路
1、本发明针对上述技术问题,提供一种锂离子电池隔膜和锂离子电池,采用本发明水性粘结剂制备的锂离子电池隔膜,具有优异的粘结性能且对环境友好,不损伤大气。
2、为了实现本发明的目的,本发明提供了以下技术方案:
3、一种锂离子电池隔膜,包括基膜和涂覆在所述基膜一面或两面的水性粘结剂;所述水性粘结剂的反应原料包括反应单体、引发剂、交联剂、还原剂、乳化剂、分散剂和溶剂;
4、所述反应单体、引发剂、交联剂和还原剂的摩尔比为50~90:1~3:1~3:0.1~1;
5、以水性粘结剂的反应原料的质量比为100%,乳化剂的质量比为1%~3%,分散剂的质量比为2%~5%,溶剂的质量比为40%~70%;
6、所述水性粘结剂的制备方法,包括以下步骤:
7、将乳化剂、分散剂和溶剂混合溶解,得到第一溶液;
8、将第一部分引发剂、部分交联剂和部分反应单体混合均匀,得到第二溶液;所述部分反应单体为硬单体;
9、将所述第二溶液和第一溶液混合,得到第三溶液;
10、将剩余反应单体、剩余交联剂和所述第三溶液混合,再加入第二部分引发剂,反应得到第四溶液;所述剩余反应单体为软硬单体共聚或软单体;
11、将剩余引发剂和所述第四溶液混合,得到第五溶液;
12、将还原剂以水溶液的形式和所述第五溶液混合,得到所述水性粘结剂;。
13、优选地,所述基膜上水性粘结剂的涂覆量为0.3g/m2~0.7g/m2。
14、优选地,所述水性粘结剂的颗粒度d50为1um~7um。
15、优选地,所述反应单体中的硬单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、硬脂酸钙和聚乙烯蜡中的至少一种;软单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的至少一种。
16、优选地,所述引发剂选自过氧化苯甲酰、二间甲苯酰过氧化物、特丁基过氧化异丁酸酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化辛酸酯、过氧化二叔丁基、过氧化氢叔丁醇和过苯甲酸叔丁酯中的至少一种;
17、所述交联剂选自邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二乙烯基苯和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的至少一种。
18、优选地,所述还原剂选自甲醛次硫酸氢钠二水合物和/或乙二醛亚硫酸氢钠水合物;
19、所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种;
20、所述溶剂选自乙醇;
21、所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮。
22、优选地,以所述引发剂的摩尔比为100%,所述第一部分引发剂的摩尔比为30%~70%,第二部分引发剂的摩尔比为20%~60%,剩余引发剂的摩尔比为10%~30%。
23、优选地,以所述反应单体的摩尔比为100%,所述部分反应单体的摩尔比为40%~60%。
24、优选地,以所述交联剂的摩尔比为100%,所述部分交联剂的摩尔比为70%~90%。
25、本发明还提供了一种锂离子电池,所述锂离子电池包括正极、负极、电解液及隔膜,所述隔膜为上述技术方案所述锂离子电池隔膜。
26、本发明的水性粘结剂所使用的原料对环境更加友好,不损伤大气;水性粘结剂的制备成本更低,制得的水性粘结剂的粘结力更强、溶胀小;应用到锂离子电池中,成本更低,电池寿命更长。
1.一种锂离子电池隔膜,其特征在于,包括基膜和涂覆在所述基膜一面或两面的水性粘结剂;所述水性粘结剂的制备原料包括反应单体、引发剂、交联剂、还原剂、乳化剂、分散剂和溶剂;
2.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,所述基膜上水性粘结剂的涂覆量为0.3g/m2~0.7g/m2。
3.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,所述水性粘结剂的颗粒度d50为1um~7um。
4.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,所述反应单体中的硬单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、硬脂酸钙和聚乙烯蜡中的至少一种;软单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,所述引发剂选自过氧化苯甲酰、二间甲苯酰过氧化物、特丁基过氧化异丁酸酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化辛酸酯、过氧化二叔丁基、过氧化氢叔丁醇和过苯甲酸叔丁酯中的至少一种;
6.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,所述还原剂选自甲醛次硫酸氢钠二水合物和/或乙二醛亚硫酸氢钠水合物;
7.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,以所述引发剂的摩尔比为100%,所述第一部分引发剂的摩尔比为30%~70%,第二部分引发剂的摩尔比为20%~60%,剩余引发剂的摩尔比为10%~30%。
8.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,以所述反应单体的摩尔比为100%,所述部分反应单体的摩尔比为40%~60%。
9.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜,其特征在于,以所述交联剂的摩尔比为100%,所述部分交联剂的摩尔比为70%~90%。
10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括正极、负极、电解液及隔膜,所述隔膜为权利要求1~9任一项所述锂离子电池隔膜。