具有低温闭孔性能和良好尺寸稳定性的柔性复合陶瓷膜

摘要

本发明公开了一种具有低温闭孔性能和良好尺寸稳定性的柔性复合陶瓷膜及其制备方法和用途，该复合陶瓷膜的制备方法是：将前体化合物I和II通过水相溶胶-凝胶法或非水溶胶-凝胶法制成功能性浆液涂，将功能性浆液涂覆在含活性官能团的基体膜上，加热或置于紫外光下照射；将得到的复合膜在乙醇中浸泡以除去致孔剂，然后进行热压和干燥，得到柔性复合陶瓷膜。本发明的复合陶瓷膜所选用的基体膜为聚烯烃多孔膜，所制备的复合膜中的聚烯烃多孔膜具有较低的关闭温度，在电池异常工作时能及时地并且比较彻底地关闭，电池的安全性得到保障。本发明方法经sol-gel过程形成的改性纳米粒子可以与含活性官能团的聚烯烃基体膜连接起来，不会发生脱落现象，涂层的稳定性得到增强，复合膜的综合电化学性能得到了提高。

主权项

1.一种具有低温闭孔性能和良好尺寸稳定性的柔性复合陶瓷膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将功能性浆液涂覆在含活性官能团的基体膜上，加热或置于紫外光下照射；将得到的复合膜在溶剂中浸泡以除去致孔剂，然后进行热压和干燥，得到具有低温闭孔性能和良好尺寸稳定性的柔性复合陶瓷膜；所述的功能性浆液，由以下步骤制备得到：将前体化合物I和II与致孔剂和催化剂混合，30-200℃下反应0.5-20h，得到含有紫外可固化官能团或热固化官能团的低聚体溶胶，然后往低聚体溶胶中加入无机纳米粒子或改性后的无机纳米粒子，然后继续在30-200℃下反应0.5~48h，随后加入引发剂或热固化剂，混匀，制得功能性浆液；所述的前体化合物I，其结构如式I所示：在式I中，X为C、Si、Al或Ti；当X为Si时，前体化合物I为硅酸酯或硅烷偶联剂类化合物；当X为Al时，前体化合物I为铝氧烷类化合物；当X为Ti时，前体化合物I为钛酸酯或钛酸酯偶联剂；R为甲基、乙基、丙基、乙烯基、烯丙基、苯基或取代苯基；R′为氯原子、甲基、乙基、丙基、乙烯基、烯丙基、苯基或取代苯基；R和R′可以相同也可以不相同；Y是亚甲基、多亚甲基、氧亚甲基，或者是式III结构的重复单元：式III中，Z是氧原子、硫原子、亚甲基、多亚甲基、氧亚甲基、氨基、取代氨基或酰胺基；R”、R”’是氯原子、甲基、乙基、丙基、苯基或取代苯基，R”和R”’可以相同，也可以不同；G为甲基、乙基、丙基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、丙炔基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、环氧基、缩水甘油醚基、环氧环己基、羟基、氨基、巯基，或者是式I虚线框内的结构；m、n、q为0~4之间的自然数，并且m、n与q的数量关系要满足(m+n+q)等于3或4；p为0~500间的自然数；所述的前体化合物II，其结构如式II所示：式II中，X为C、Si、Al或Ti；R₁、R₂为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、烯丙基、苯基、取代苯基、羟基、羧基、氨基、环氧基、巯基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、缩水甘油醚基或环氧环己基，n是1~1000之间的数；所述的功能性浆液，还可以由以下步骤制备得到：将带有环氧基的前体化合物I和前体化合物II在催化剂的作用下缩合，制备出带有环氧官能团的浆液；再将带有氨基的前体化合物I和前体化合物II在催化剂的作用下缩合，制备带有氨基官能团的浆液；然后在室温下将这两种浆液混合均匀，得到功能性浆液；所述的含活性官能团的基体膜，是表面带有羟基、氨基、环氧基、羧基、磺酸基、双键、三键或巯基的PE膜、PP膜、PE/PP双层膜或PP/PE/PP三层膜。