在锂离子电池中,隔膜是保障电池安全的核心。目前商品化液态锂离子电池中使用的隔膜材料聚烯烃类薄膜,在高温时会发生破膜或收缩,造成电池内部短路,放出大量热,进而发生热失控引发燃烧爆炸,带来极大的安全隐患。陶瓷涂覆隔膜(或称陶瓷隔膜)是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂布以氧化物如Al2O3、Si O2等为代表的无机陶瓷材料所形成的一种复合隔膜材料。陶瓷涂覆隔膜的使用可以有效阻止隔膜的热收缩,提高锂离子电池的安全性能[1]。然而,陶瓷涂层对隔膜的热收缩性能的提升是相对有限的。已有的研究结果表明,不管是涂覆Al2O3还是Si O2,以PE为基膜时,虽然对隔膜的热尺寸稳定性有一定的提高,但是当温度高于150℃,隔膜都会发生明显的热收缩。并且,随着温度的升高,聚烯烃基膜融化后,隔膜的机械性能大幅下降,发生破膜甚至无法支撑成膜[1][2]。在陶瓷涂覆隔膜的基础上,用聚合物进一步进行功能化的改性,可以进一步提高隔膜的安全性能。为此,先在PE基膜表面双面涂覆Si O2层,单面涂覆厚度约为3um,记作PE-Si O2。在此基础上,用耐高温聚合物进行聚合改性,获得改性后的陶瓷涂覆隔膜,记作PE-Si O2@。对PE基膜、PE-Si O2、PE-Si O2@三种隔膜进行热收缩性能测试(图1)。PE基膜在110℃时就开始发生收缩,涂覆Si O2陶瓷涂层之后,在150℃才开始出现收缩现象,而进行进一步改性之后,即使在200℃下,仍然不发生收缩。并且,只进行Si O2涂覆的PE-Si O2隔膜,在180℃时,隔膜不仅发生收缩,而且基本失去了机械强度,发生破膜现象,190℃则完全无法支撑成膜。PE-Si O2@隔膜则不仅不发生收缩,而且在230℃时才开始失去机械强度。将三种隔膜组装成电池,测试其性能,结果表明,改性并没有对电池性能产生不良的影响(图2)。由此可见,改性之后的陶瓷涂覆隔膜的性能优越,是一种具有良好应用前景的隔膜材料。