一种涂层组合物及包含其的电化学装置和电子装置的制作方法

本技术涉及电化学，特别是涉及一种涂层组合物及包含其的电化学装置和电子装置。

背景技术：

1、电化学装置（如锂离子电池）具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性好等优点，广泛应用于电能储存、移动电子设备、电动汽车和航天航空等各个领域。随着移动电子设备和电动汽车进入高速发展阶段，市场对电化学装置的能量密度、安全性能等提出了越来越高的要求。但是，电化学装置通常在经受热暴露、穿透、碰撞、冲击等时易发生爆炸，安全性能有待提高。

2、现有技术通常采用在隔膜表面上设置包括氧化铝、勃姆石、硫酸钡、氧化镁等非活性材料的涂覆层，能够减少电化学装置过热及爆炸的可能性。但上述非活性材料用于涂覆层中时，隔膜与正极极片中锂离子和电子的传输无相互作用，导致电化学装置的稳定性较差，进而影响电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。现阶段市场对具有良好高温存储性能和机械安全性能的电化学装置的需求在不断增加。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种涂层组合物及包含其的电化学装置和电子装置，以提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

2、需要说明的是，本技术的技术实现要素：中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本技术，但是本技术的电化学装置并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：

3、本技术的第一方面提供了一种涂层组合物，涂层组合物包括改性三聚氰胺盐和粘结剂，其中，改性三聚氰胺盐在差示扫描量热法（dsc）曲线上表征的吸热温度低于未改性三聚氰胺盐的吸热温度，其差值为δt，5℃≤δt≤100℃。改性三聚氰胺盐对比未改性三聚氰胺盐，具有较低的吸热温度，能够调控热分解温度。通过在涂层组合物中采用改性三聚氰胺盐并调控δt在本技术范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

4、在本技术的一种实施方案中，15℃≤δt≤60℃。通过调控δt的值在上述范围内，能够进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

5、在本技术的一种实施方案中，改性三聚氰胺盐在测试电解液中的溶解度为s1，s1＜0.1g/g。通过调控改性三聚氰胺盐在测试电解液中的溶解度s1在上述范围内，能够减少测试电解液中溶解的改性三聚氰胺盐，提高涂层组合物的稳定性，从而提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

6、在本技术的一种实施方案中，s1≤0.02g/g。通过调控改性三聚氰胺盐在测试电解液中的溶解度s1在上述范围内，能够进一步减少测试电解液中溶解的改性三聚氰胺盐，提高涂层组合物的稳定性，从而进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

7、在本技术的一种实施方案中，改性三聚氰胺盐在热重法（tg）曲线上表征的热失重质量残余率为w，1%≤w≤35%。通过调控改性三聚氰胺盐的热失重质量残余率w在上述范围内，能够提高改性三聚氰胺盐的热稳定性，减少改性三聚氰胺盐高温分解的可能性，从而提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

8、在本技术的一种实施方案中，4.56%≤w≤33%。通过调控改性三聚氰胺盐的热失重质量残余率w在上述范围内，能够进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

9、在本技术的一种实施方案中，改性三聚氰胺盐的粒径为dv50，0.1μm≤dv50≤3μm。通过调控改性三聚氰胺盐的粒径dv50在上述范围内，能够使涂层组合物的粒径适中，提高涂层的厚度及均匀性，从而提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

10、在本技术的一种实施方案中，0.3μm≤dv50≤1.5μm。通过调控改性三聚氰胺盐的粒径dv50的值在上述范围内，能够进一步提高涂层的厚度及均匀性，从而进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

11、在本技术的一种实施方案中，基于所述涂层组合物的质量，改性三聚氰胺盐的质量百分含量为a，50%≤a≤99%。通过调控改性三聚氰胺盐的质量百分含量a在上述范围内，能够使涂层组合物中的改性三聚氰胺盐具有合适的质量，在发生诸如过热或冲击的问题时起到减少发热的作用，从而提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

12、在本技术的一种实施方案中，70%≤a≤95%。通过调控改性三聚氰胺盐的质量百分含量a在上述范围内，能够使涂层组合物中的改性三聚氰胺盐具有合适的质量，在发生诸如过热或冲击的问题时，进一步地限制正极极片中锂离子和电子的移动，使电流流动困难，起到减少发热的作用，从而进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

13、在本技术的一种实施方案中，粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚酰亚胺或氢氧化铝溶胶中的至少一种。通过调控粘结剂的种类在上述范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

14、在本技术的一种实施方案中，改性三聚氰胺盐通过在三聚氰胺与无机酸或有机酸反应过程中引入分子改性剂而获得，分子改性剂中包含多个羟基或者多个氨基。通过调控改性三聚氰胺盐的制备方法在本技术范围内，能够使改性三聚氰胺盐对比未改性三聚氰胺盐，具有较低的吸热温度，从而提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

15、在本技术的一种实施方案中，分子改性剂包括小分子化合物聚合的多羟基的高分子聚合物，多羟基的高分子聚合物包括聚乙烯醇、聚乙二醇或聚合多元醇中的至少一种。通过调控分子改性剂的种类在上述范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

16、在本技术的一种实施方案中，分子改性剂包括多元羟基化合物或者多元氨基化合物。多元羟基化合物包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、己二醇、季戊四醇、乙二胺四乙酸、三羟甲基乙烷、木糖醇或山梨醇中的至少一种。多元氨基化合物包括乙二胺或六亚甲基四胺中至少一种。通过调控分子改性剂的种类在上述范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

17、在本技术的一种实施方案中，无机酸包括磷酸、焦磷酸或硼酸中的至少一种，有机酸包括氰尿酸、邻苯二甲酸、草酸、植酸或2-羧乙基苯基次膦酸中的至少一种。通过调控分子改性过程中无机酸或有机酸的种类在上述范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

18、在本技术的一种实施方案中，基于改性三聚氰胺盐的总质量，分子改性剂的质量百分含量为b，0.1%≤b≤15.0%。通过调控分子改性剂的质量百分含量b的值在上述范围内，使分子改性剂具有合适的量，能够使分子改性剂反应完全，减少分子改性剂的残留，降低了残留的分子改性剂溶解在电解液中的可能性，从而提高电化学装置的高温存储性能、和机械安全性能。

19、本技术的一种实施方案中，0.5%≤b≤5.0%。通过调控分子改性剂的质量百分含量b的值在上述范围内，能够进一步使分子改性剂反应完全，减少分子改性剂的残留，降低了残留的分子改性剂溶解在电解液中的可能性，从而进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

20、在本技术的一种实施方案中，改性三聚氰胺盐与粘结剂的ph差值的绝对值为m，0≤m≤5.0。通过调控改性三聚氰胺盐与粘结剂的ph差值的绝对值m在上述范围内，能够使粘结剂与改性三聚氰胺盐的ph相近，以提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

21、本技术的一种实施方案中，0≤m≤2.5。通过调控改性三聚氰胺盐与粘结剂的ph差值的绝对值m在上述范围内，能够进一步提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

22、本技术的第二方面提供了一种电化学装置，其包括前述任一实施方案中的涂层组合物。因此，电化学装置具有良好的高温存储性能和机械安全性能。

23、在本技术的一种实施方案中，电化学装置包括正极极片和隔膜，其中，涂层组合物设置于隔膜朝向正极极片的表面上和/或正极极片的至少一个表面上。

24、本技术的第三方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的电化学装置。因此，电子装置具有良好的高温存储性能和机械安全性能。

25、本技术提供了一种涂层组合物及包含其的电化学装置和电子装置，涂层组合物包括改性三聚氰胺盐和粘结剂，其中，改性三聚氰胺盐在dsc曲线上表征的吸热温度低于未改性三聚氰胺酸盐的吸热温度，其差值为δt，5℃≤δt≤100℃。改性三聚氰胺盐对比未改性三聚氰胺盐，具有较低的吸热温度，能够调控热分解温度，通过在涂层组合物中采用改性三聚氰胺盐并调控δt在本技术范围内，能够提高电化学装置的高温存储性能和机械安全性能。

26、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。