一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，具体涉及一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜及其制备方法和应用。


背景技术：

2.聚乙烯具有良好的热塑性、力学强度、化学稳定性和透明性，因而被广泛应用在轻工业、仪表、玩具、包装、印刷、建筑和农业等领域，也常常用作分离膜材料。pe微孔膜具有耐电解液腐蚀能力，无毒、价格低廉，在高温时能热闭合，有较好的抗撕裂强度和较低的面电阻，是电池隔膜的理想材料。将其用在锂离子电池正负极间，仅允许离子通过，是电子的绝缘体，可防止短路。
3.pe隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能。但非极性的pe隔膜表面疏水且表面能较低，对极性的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等有机电解液较难润湿和保持。为了提高隔膜的安全性、使用寿命以及对液体电解质的润湿能力，通常需要对现有的隔膜进行改进，如对pe隔膜表面进行涂覆改性。
4.cn104183805a公开一种锂离子电池用的具有陶瓷涂层的隔膜材料的制备方法，包括陶瓷浆料配制、隔膜预处理、精密涂布、烘干等步骤；所制备的产品具有陶瓷涂层致密、均匀、粘接牢固、隔膜热收缩小的特点，对提高锂离子电池安全性能、延长电池寿命具有明显效果。
5.cn105552285a公开了一种陶瓷涂层隔膜，为对称的五层层状结构，包括两最外层的陶瓷涂层、两次外层的氯化聚烯烃涂层和中间层的基体隔膜，该方法将陶瓷粒子改性处理后制成陶瓷涂层浆料，然后将氯化聚烯烃涂料涂在基体隔膜上烘干形成氯化聚烯烃涂层，最后将陶瓷涂层浆料涂在基体隔膜的氯化聚烯烃涂层上烘干，即制成陶瓷涂层隔膜。其中由于氯化聚烯烃层带有大量的极性基团cl，不仅可以改善基体隔膜与陶瓷涂层的粘结强度，而且氯化聚烯烃与聚丙烯和聚乙烯等具有相似的晶体结构和尺寸，因而对基体隔膜具有良好的黏结性能，从而了提高陶瓷涂层与基材隔膜之间粘结力，起到了难以脱落、不掉粉的作用。
6.上述的陶瓷涂层一定程度上解决了pe隔膜的极性问题，但另一方面由于al2o3颗粒及其细小，且表面一般带有极性基团，具有一定的亲水性，因此一般al2o3陶瓷涂层隔膜的含水量都比其它聚烯烃隔膜高，以至于在电池生产和使用过程中都存在一定的风险，因此降低隔膜的含水量也极其重要。
7.cn109888155a公开了一种陶瓷涂层隔膜及其制备方法，隔膜包括基膜和涂布在基膜的至少一个表面的陶瓷涂层，陶瓷涂层由氧化铝浆料涂布而成，氧化铝浆料中采用的粘结剂为具有极性基团的硅树脂，或者聚硅氧烷聚丙烯酸酯共聚物乳液；极性基团为氨基、羧基、羟基和这些基团的衍生物中的至少一种。采用的粘结剂为含有疏水硅烷链段及极性基团的粘结剂，使得制备的陶瓷涂层隔膜的含水量大大降低，避免了由于隔膜含水量高造成的电池使用和生产的安全隐患，也避免了高含水量隔膜对电池性能的影响，为制备高品质
的电池隔膜和电池奠定了基础。
8.但上述专利中以丙酮作为溶剂，通过相转化法制备复合膜，但由于丙酮挥发速率较快，制备涂层溶液的过程中会有损失，导致制备过程不易控制；另一种以水作为单一的非溶剂来制备复合膜，容易使涂层形成不规整的孔形状，影响隔膜的性能。


技术实现要素：

9.本发明针对陶瓷涂覆pe隔膜存在的含水量高和制孔不均匀的问题，提供一种基于倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，能够得到超低水分含量的陶瓷涂层隔膜，且隔膜内部的孔洞均匀，力学性能保持优异，在锂电池中具有优异的性能表现，有效的提高了锂电池的循环寿命和安全性能。
10.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
11.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
12.步骤1，将改性聚丙烯酸酯溶于溶剂a形成凝胶溶液，加入纳米氧化铝、分散剂，得到纳米氧化铝凝胶分散液；
13.步骤2，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于聚乙烯隔膜，挥发去除溶剂，浸于非溶剂中静置，干燥后得到所述陶瓷涂层隔膜；
14.所述改性聚丙烯酸酯按照重量份，包括原料组分：50-100份丙烯酸酯、0.03-0.5份1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1-2份甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1-1份聚乙烯醇、0.3-2份自由基引发剂。
15.优选地，按照重量份，制备过程中投料包括：15-20份改性聚丙烯酸酯、40-60份溶剂a、3-7份纳米氧化铝、1-4份分散剂。
16.所述改性聚丙烯酸酯的制备过程包括：将50-100份丙烯酸酯、0.03-0.5份1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1-2份甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1-1份聚乙烯醇、0.3-2份自由基引发剂，400-500份溶剂b加入到反应釜中，于70-80℃下反应60-120min，蒸馏去除溶剂b，得到所述改性聚丙烯酸酯。
17.在聚丙烯酸酯的改性中，以微量的1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐和甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷加入，一方面可避免添加量多导致材料的力学性能下降，另一方面本发明中仅需要加入少量即可有效实现隔膜含水量的降低。
18.所述溶剂a为n-甲基吡咯烷酮；该溶剂的挥发性小，挥发更慢，更有利于制得孔洞均匀的隔膜。
19.所述分散剂包括聚乙二醇；
20.所述纳米氧化铝凝胶分散液涂覆厚度为2-4μm；
21.所述非溶剂为乙醇的水溶液，其中乙醇质量浓度为10-30％。本发明中采用乙醇的水溶液代替纯水浸泡隔膜，使隔膜中纤维变得更松散和多孔，且在干燥过程中不易收缩，孔隙率更高且制孔更均匀，孔隙率越高，隔膜微孔越多，锂离子从负极迁移至正极就越容易，从而电池倍率放电性能就越好。
22.优选地，步骤1中，改性聚丙酸酯溶解在溶剂中温度为60-70℃；
23.步骤2中挥发为在室温下空气中挥发20-40h；在非溶剂中静置为在室温下静置8-12h；
24.干燥为40-60℃下正空干燥2-4h。
25.优选地，所述聚乙烯隔膜经过预处理，预处理过程包括：
26.s1，将k2cr2o7、h2so4和h2o在60-80℃配制氧化液；
27.s2，将15-20份聚乙烯隔膜浸泡于40-60份氧化液中，取出清洗、干燥，得到预处理聚乙烯隔膜。将聚乙烯隔膜提前氧化处理，能促使树脂涂层与隔膜结合更紧密，性能更好。
28.进一步优选地，所述k2cr2o7、h2so4和h2o的体积比为1：16-20：2。
29.所述改性聚丙烯酸酯中，所述丙烯酸酯包括丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯中的一种或多种；
30.所述溶剂b为甲苯、二氯乙烷、二甲苯中任一种。
31.所述自由基引发剂包括偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化苯甲酰(bpo)、偶氮二异丁酸二甲酯(aibme)中任一种或多中。
32.本发明还提供根据所述制备方法制得的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜。
33.本发明还提供所述倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜在锂电池中的应用。
34.本发明中以1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐和甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷相结合，制备改性聚丙烯酸，其中甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷共聚物与丙烯酸酯进行链延长反应，得到含有硅氧烷官能团的聚丙烯酸酯。接着，通过与1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐发生加成聚合反应，将四氟硼酸盐引入聚丙烯酸酯中，有效将含氟结构和含硅氧烷的poss结构引入，提高了疏水性，最终制得的陶瓷涂层隔膜具有极低的含水量，降低了循环过程中的机械微短路，有效提升循环寿命，在锂电池中具有优异的性能表现。
35.另一方面，纳米氧化铝在锂电池中可形成固溶体，提高倍率性和循环性能；高纯纳米氧化铝还具有非常优良的导热性能：电池温度过高时，这种材料可以很好地进行热量传导，从而解决了隔膜材料导热性差的问题，良好浸润性：高纯纳米氧化铝粉末具有良好的吸液及保液能力。
36.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
37.(1)本发明中以含疏水基团的1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐和甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷相配合，共聚制备改性聚丙烯酸酯，有效降低隔膜的含水量。
38.(2)本发明中以低挥发性的溶剂溶解改性聚丙烯酸酯，并以乙醇的水溶液等非溶剂代替水的单一非溶剂，有效制得孔洞分布更均匀的隔膜，一定程度上提高隔膜的力学性能。
39.(3)本发明制得的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜含水量超低，在锂电池中具有优异的性能表现；该涂层隔膜具有优异的疏水性质，能够有效地阻挡水分的渗透，从而提高了锂电池的循环寿命和安全性能；另外，该涂层隔膜的使用能够降低锂离子电池的内阻和电解液的损耗，从而提高了锂电池的能量输出效率；因此，该改性聚丙烯酸酯对锂离子电池的性能提高具有一定的实际应用前景。
附图说明
40.图1为采用激光粒度仪对实施例4制得的隔膜浆料的颗粒粒径测试。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本领域技术人员在理解本发明的技术方案基础上进行修改或等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围内。
42.下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到,甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷cas号：160185-24-0,聚乙烯醇，选用牌号为pva17-92。
43.实施例1
44.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
45.步骤1，称取50g丙烯酸辛酯、0.03g 1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1g甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1g聚乙烯醇和0.3偶氮二异丁腈，400份甲苯加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至70℃进行反应60min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
46.步骤2，按照体积比为1：16：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于60℃配制氧化液，将15g聚乙烯隔膜，浸泡于40g氧化液1min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
47.步骤3，将15g改性聚丙烯酸酯加入到40g n-甲基吡咯烷酮中，升温至60℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入3g纳米氧化铝、1g聚乙二醇继续搅拌2h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
48.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度2μm，涂覆后在空气中常温挥发20h去除溶剂，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置8h，最后隔膜在40℃下真空干燥2h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
49.实施例2
50.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
51.步骤1，称取60g甲基丙烯酸甲酯、0.2g 1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、1g甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.4g聚乙烯醇和1g过氧化苯甲酰，430份二氯乙烷加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至750℃进行反应80min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
52.步骤2，按照体积比为1：17：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于65℃配制氧化液，将16g聚乙烯隔膜，浸泡于45g氧化液2min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
53.步骤3，将18g改性聚丙烯酸酯加入到45g n-甲基吡咯烷酮中，升温至65℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入4g纳米氧化铝、2g聚乙二醇继续搅拌3h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
54.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度3μm，涂覆后在空气中常温挥发30h去除溶剂，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置9h，最后隔膜在40℃下真空干燥2h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
55.实施例3
56.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
57.步骤1，称取85g丙烯酸癸酯、0.4g 1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、1.5g甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.8g聚乙烯醇和1.5g过氧化苯甲酰，460份二甲苯加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至75℃进行反应100min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
58.步骤2，按照体积比为1：19：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于60℃配制氧化液，将19g聚乙烯隔膜，浸泡于55g氧化液4min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
59.步骤3，将18g改性聚丙烯酸酯加入到55g n-甲基吡咯烷酮中，升温至65℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入6g纳米氧化铝、2g聚乙二醇继续搅拌4h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
60.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度3μm，涂覆后在空气中常温挥发30h去除溶剂，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置11h，最后隔膜在55℃下真空干燥3h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
61.实施例4
62.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
63.步骤1，称取100g丙烯酸丁酯、0.5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、2g甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、1g聚乙烯醇和2g偶氮二异丁酸二甲酯，500份二甲苯加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至80℃进行反应120min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
64.步骤2，按照体积比为1：20：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于80℃配制氧化液，将20g聚乙烯隔膜，浸泡于60g氧化液5min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
65.步骤3，将20g改性聚丙烯酸酯加入到60g n-甲基吡咯烷酮中，升温至70℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入7g纳米氧化铝、4g聚乙二醇继续搅拌5h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
66.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度4μm，涂覆后在空气中常温挥发40h去除n-甲基吡咯烷酮，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置12h，最后隔膜在60℃下真空干燥4h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
67.对比例1
68.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
69.步骤1，按照体积比为1：16：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于60℃配制氧化液，将15g聚乙烯隔膜，浸泡于40g氧化液1min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
70.步骤2，将15g聚丙烯酸酯加入到40g n-甲基吡咯烷酮中，升温至60℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入3g纳米氧化铝、1g聚乙二醇继续搅拌2h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
71.步骤3，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度2μm，涂覆后
在空气中常温挥发20h去除n-甲基吡咯烷酮，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置8h，最后隔膜在40℃下真空干燥2h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
72.对比例2
73.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
74.步骤1，称取50g丙烯酸辛酯、0.03g 1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1g聚乙烯醇和0.3g偶氮二异丁腈，400份甲苯加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至70℃进行反应60min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
75.步骤2，按照体积比为1：16：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于60℃配制氧化液，将15g聚乙烯隔膜，浸泡于40g氧化液1min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
76.步骤3，将15g改性聚丙烯酸酯加入到40g n-甲基吡咯烷酮中，升温至60℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入3g纳米氧化铝、1g聚乙二醇继续搅拌2h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
77.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度2μm，涂覆后在空气中常温挥发20h去除n-甲基吡咯烷酮，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置8h，最后隔膜在40℃下真空干燥2h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
78.对比例3
79.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，包括步骤：
80.步骤1，称取50g丙烯酸辛酯、0.1g甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1g聚乙烯醇和0.3偶氮二异丁腈，400份甲苯加入到反应釜中，通入氮气置换空气，混合搅拌混匀，加热升温至70℃进行反应60min，蒸馏除去甲苯，冷却至室温，得到改性聚丙烯酸酯。
81.步骤2，按照体积比为1：16：2量取k2cr2o7、h2so4、h2o，于60℃配制氧化液，将15g聚乙烯隔膜，浸泡于40g氧化液1min，然后用去离子水多次冲洗，烘干，得到预处理聚乙烯隔膜。
82.步骤3，将15g改性聚丙烯酸酯加入到40g n-甲基吡咯烷酮中，升温至60℃搅拌溶解形成凝胶溶液，再向凝胶溶液中加入3g纳米氧化铝、1g聚乙二醇继续搅拌2h得到纳米氧化铝凝胶分散液；
83.步骤4，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于预处理聚乙烯隔膜，涂覆厚度2μm，涂覆后在空气中常温挥发20h去除n-甲基吡咯烷酮，随后浸于乙醇质量浓度为25％的乙醇水溶液中静置8h，最后隔膜在40℃下真空干燥2h后得到所述陶瓷涂层隔膜。
84.性能测试
85.将实施例1-4和对比例1-3制得的隔膜进行性能测试，
86.1：其中隔膜水分含量按gb/t6283-2008检测；
87.2：通过电芯注液测试，采用卡尔.费休库仑滴点仪测量电芯样品的水分含量。测试结果如表1所示。
88.3：采用激光粒度仪进行实施例4制备的隔膜浆料颗粒的测试，从图1可以看到：涂层隔膜颗粒粒径在0.5-2微米，尺寸较小，更有利于提高电池的性能。
89.表1实施例和对比例制备的隔膜性能
[0090][0091][0092]
相比较而言，对比例1中由于聚丙烯酸酯未进行改性，采用的纯树脂，产品含水量高达1272ppm；对比例2和对比例3的聚丙烯酸酯改性分别未添加甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷或1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐，隔膜中水含量较未改性的略有下降，但效果远不如实施例1。电芯样品也表现出类似效果，可见本发明的方法能够有效降低隔膜的含水量。

技术特征：
1.一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，将改性聚丙烯酸酯溶于溶剂a形成凝胶溶液，加入纳米氧化铝、分散剂，得到纳米氧化铝凝胶分散液；步骤2，将纳米氧化铝凝胶分散液涂覆于聚乙烯隔膜，挥发去除溶剂，浸于非溶剂中静置，干燥后得到所述陶瓷涂层隔膜；所述改性聚丙烯酸酯按照重量份，包括原料组分：50-100份丙烯酸酯、0.03-0.5份1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1-2份甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1-1份聚乙烯醇、0.3-2份自由基引发剂。2.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，按照重量份，制备过程中投料包括：15-20份改性聚丙烯酸酯、40-60份溶剂a、3-7份纳米氧化铝、1-4份分散剂。3.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，所述改性聚丙烯酸酯的制备过程包括：将50-100份丙烯酸酯、0.03-0.5份1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1-2份甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1-1份聚乙烯醇、0.3-2份自由基引发剂，400-500份溶剂b加入到反应釜中，于70-80℃下反应60-120min，蒸馏去除溶剂b，得到所述改性聚丙烯酸酯。4.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂a为n-甲基吡咯烷酮；所述分散剂包括聚乙二醇；和/或，所述纳米氧化铝凝胶分散液涂覆厚度为2-4μm；和/或，所述非溶剂为乙醇的水溶液，其中乙醇质量浓度为10-30％。5.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，改性聚丙酸酯溶解在溶剂中温度为60-70℃；步骤2中挥发为在室温下空气中挥发20-40h；在非溶剂中静置为在室温下静置8-12h；干燥为40-60℃下正空干燥2-4h。6.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯隔膜经过预处理，预处理过程包括：s1，将k2cr2o7、h2so4和h2o在60-80℃配制氧化液；s2，将15-20份聚乙烯隔膜浸泡于40-60份氧化液中，取出清洗、干燥，得到预处理聚乙烯隔膜。7.根据权利要求6所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，所述k2cr2o7、h2so4和h2o的体积比为1：16-20：2。8.根据权利要求3所述的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯包括丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯中的一种或多种；和/或，所述溶剂b为甲苯、二氯乙烷、二甲苯中任一种。和/或，所述自由基引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁酸二甲酯中任一种或多中。9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜。10.根据权利要求9所述倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜在锂电池中的应用。

技术总结
本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，公开一种倍半硅氧烷的陶瓷涂层隔膜及其制备方法和应用，制备包括步骤：将改性聚丙烯酸酯溶于溶剂A形成凝胶溶液，加入纳米氧化铝、分散剂得到分散液；分散液涂覆于聚乙烯隔膜，挥发去除溶剂，浸于非溶剂中静置，干燥后得到所述陶瓷涂层隔膜；其中改性聚丙烯酸酯包括原料组分：50-100份丙烯酸酯、0.03-0.5份1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、0.1-2份甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、0.1-1份聚乙烯醇、0.3-2份自由基引发剂。本发明中采用改性聚丙烯酸酯制备陶瓷纳米涂层的隔膜，具有超低水分含量，且隔膜内部的孔洞均匀，力学性能保持优异，在锂电池中具有优异的性能表现，有效的提高了锂电池的循环寿命和安全性能。池的循环寿命和安全性能。池的循环寿命和安全性能。


技术研发人员：吴再庆 王金明 黄碧英
受保护的技术使用者：天能电池集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/6