本發明公開了一種聚合物隔膜及其制備方法以及采用該隔膜的鋰離子電池及其制備方法。本發明的聚合物隔膜含有多孔基材以及附著在所述多孔基材的至少一個表面的聚合物顆粒層，所述聚合物顆粒層含有聚合物顆粒、粘結劑、聚氧乙烯醚、含氟有機化合物以及選自纖維素類化合物和/或丙烯酸鹽類聚合物的添加劑，所述聚合物顆粒為聚偏氟乙烯顆粒和/或偏氟乙烯?六氟丙烯共聚物顆粒。根據本發明的聚合物隔膜不僅孔隙率高，而且將該聚合物隔膜制成鋰離子電池，經過加壓化成步驟之后，仍保持多孔特征。采用本發明的聚合物隔膜制備的鋰離子電池具有良好的倍率放電性能、常溫循環性能、高溫循環性能以及高溫儲存性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體地，本發明涉及一種聚合物隔膜及其制備方法，本發明還涉及一種分散體，本發明進一步涉及一種鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

當前，應用在鋰離子電池中的聚合物基體主要有聚醚類(如聚氧化乙烯PEO)、聚丙烯腈類(PAN)、聚丙烯酸酯類(如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA及其共聚物)、聚偏氟乙烯類(包括聚偏二氟乙烯PVDF和偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物P(VDF-HFP))等。這些聚合物基體在鋰離子電池中能夠吸附電解液，達到溶脹狀態，形成凝膠結構，同時有著良好的導鋰離子能力，被稱作為凝膠電解質。常被研究和應用的主要有聚丙烯酸酯類和聚偏氟乙烯類，主要由于其與金屬鋰電極的界面阻抗較低，界面穩定性良好，可作為理想的聚合物凝膠電解質的聚合物基體。

將丙烯酸酯類聚合物作為凝膠聚合物電解質(GPE)基體應用于鋰離子電池已有很多專利文獻報道。其中，CN103633367A公開了一種凝膠聚合物電解質，該凝膠電解質由聚合物膜吸收電解質后溶脹形成，所述聚合物膜由聚合物混合液熱固化自交聯形成，所述聚合物混合液中含有純丙乳液、水合氨水，所述純丙乳液的玻璃化溫度為-30℃至50℃。但是，由該凝膠聚合物電解質制備的鋰離子電池的倍率性能較差，在高倍率下充放電時極化較大，影響鋰離子電池的性能。

上述問題的根本原因在于：凝膠聚合物電解質的孔隙率低，導致本體阻抗偏大。為了避免這一問題，增大離子電導率，研究人員提出對GPE進行造孔，主要有兩種方案：1)溶劑蒸發沉淀相分離法，2)浸入沉淀相分離法。

CN101062987A報道了一種多孔型凝膠聚合物電解質薄膜，以質量百分比計，該電解質薄膜含有33-54％的聚偏氟乙烯，3-15％的丙烯腈-甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯共聚物，43-52％的1M六氟合磷酸鋰碳酸酯電解質。該電解質薄膜采用浸入沉淀相分離法制備，具體包括以下步驟：

1)將甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和丙烯腈共混溶解于乙醇溶劑，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和丙烯腈的質量比為1：1至1：2.2，配制濃度為0.3g/mL的共混單體溶液，然后加入引發劑偶氮二異丁腈，偶氮二異丁腈的用量為共混單體質量的0.7％，攪拌至完全溶解后，通入氮氣或氬氣，于70-80℃下反應，得到半透明狀粘稠液體，蒸發去掉乙醇溶劑，干燥，得到丙烯腈-甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯共聚物；

2)按質量百分比含量稱取丙烯腈-甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯共聚物和聚偏氟乙烯，共混溶于N,N-二甲基乙酰胺溶劑中，于50℃攪拌混合均勻，配制成濃度為0.15-0.2g/mL的聚合物溶液，冷卻至室溫，將聚合物溶液涂覆在玻璃板上，然后將其浸漬入去離子水中，得到多孔薄膜，干燥后，浸入1M六氟合磷酸鋰碳酸酯電解質溶液中，吸附后凝膠化，得到多孔型凝膠聚合物電解質薄膜，所說的1M六氟合磷酸鋰的碳酸酯電解質溶液是由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和乙烯碳酸酯，按質量比碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：乙烯碳酸酯＝1：1：1混合而成。

針對以上造孔技術或造孔方案復雜且控制條件多的不足，研究人員希望開發出不需要造孔或無需特殊造孔技術的方案。