一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括：将PVDF粉体、添加剂、第一溶剂和第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料；将混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。本发明专利技术制备的隔膜具有良好的粘结性，提高电池硬度的同时，采用的添加剂具有耐高温、不被电解液溶胀的特点，能有效增强涂层的骨架架构，提高聚乙烯基膜的破膜温度，在电池内部温度升高时，涂层仍能起到隔离正负极的作用。本发明专利技术制备的涂覆隔膜的闭孔/破膜温度差可提高到35℃以上，大大的提高了电池的安全性能。同时添加剂的刚性增强作用，能解决涂层干燥过程中的卷曲现象。本发明专利技术制备过程工艺简单，成本低，安全可控。

Lithium ion cell coating separator and preparation method thereof

The present invention provides a method for preparing a lithium ion battery separator includes: coated PVDF powder and additives, the first mixed solvent and the second solvent, stirring the mixed slurry; the mixed slurry is coated on one or both sides of polyethylene film, pre solidification, washing, drying to obtain lithium ion battery coated diaphragm. The membrane prepared by the invention has good adhesion, improve the hardness of the battery at the same time, the additive has high temperature and swelling characteristics of electrolyte, can effectively enhance the skeleton of architecture coatings, improve the film breaking temperature of polyethylene film, the internal temperature of the battery is increased, the coating can still play a role in the isolation of positive and negative the. The temperature difference between the closed film and the breaking film prepared by the invention can be increased to more than 35 DEG C, and the safety performance of the battery is greatly improved. At the same time, the rigid reinforcing effect of the additive can solve the curling phenomenon in the drying process of the coating. The preparation process of the invention is simple, the cost is low, and the safety is controllable.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池以其能量密度大、工作电压高、循环寿命长和自放电率低等特点，越来越受到人们的关注，其应用范围也在逐渐拓展。在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，隔离正负极、防止两极接触而短路，此外还具有提供电解质离子通过的功能。随着动力汽车的发展，能量密度成为了当前锂离子电池发展的最大挑战，人们都期待电池的能量密度能够达到一个全新的量级，使得产品的续航时间或续航里程不再成为困扰产品的主要因素。而高能量密度下锂离子电池对隔膜的耐热性，吸液/保液率等要求越来越高。现有的主要解决方案是在聚烯烃隔膜的表面涂覆功能涂覆层，主要为陶瓷涂覆、PVDF涂覆、芳纶涂覆等。现有技术中，申请号为201610071059.9的中国专利文献报道了一种锂离子电池用坡缕石涂覆隔膜及其制备方法，在锂离子电池用基础隔膜表面均匀涂覆一层浆料，所述浆料由以下质量百分比的原料制成：坡缕石颗粒5.0％～30.0％，分散剂0.1％～1.0％，溶剂50.0％～80.0％，消泡剂5.0％～10.0％，表面活性剂1.0％～2.0％，增稠剂0.5％～1.0％，粘结剂2.0％～10.0％，各原料质量百分比之和为100％。申请号为201510966521.7的中国专利文献报道了一种水性PVDF涂覆锂离子电池隔膜的制备方法，利用表面活性剂、分散剂的作用将PVDF树脂粉体分散在水性溶液中，进行隔膜的表面涂覆，该涂层能有效粘结隔膜和极片的同时，提升了电池的硬度。但是水性PVDF涂覆隔膜电解液浸泡后成膜，会在一定程度上阻碍离子的传导，且安全性不高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法，工艺简单，制备的锂离子电池涂覆隔膜安全性高。有鉴于此，本专利技术提供了一种锂离子电池涂覆隔膜，包括：聚乙烯基膜；涂覆于所述聚乙烯基膜一侧或两侧的涂层，所述涂层由如下原料制备：5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂、3～15重量份第二溶剂，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种。优选的，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。优选的，所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。相应的，本专利技术还提供一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：将5～15重量份PVDF粉体，2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂和3～15重量份第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种；将所述混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。优选的，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。优选的，所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。优选的，所述涂布方式为窄缝式涂布、浸涂式涂布、喷涂式涂布、凹版涂布中的一种。优选的，所述预凝固在相对湿度90％以上的环境中进行，预凝固时间为0.1～10s。优选的，水洗时间为1～60s。优选的，干燥温度为35～70℃。本专利技术提供了一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括：将5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂和3～15重量份第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料；将混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。与现有技术相比，本专利技术制备的隔膜具有良好的粘结性，提高电池硬度的同时，采用的添加剂具有耐高温、不被电解液溶胀的特点，能有效增强涂层的骨架架构，提高聚乙烯基膜的破膜温度，在电池发生热失控而内部温度升高、聚乙烯隔膜闭孔熔融时，涂层仍能起到隔离正负极的作用。本专利技术制备的涂覆隔膜的闭孔/破膜温度差可提高到35℃以上，大大的提高了电池的安全性能。同时添加剂的刚性增强作用，能有效解决油性PVDF涂层干燥过程中的卷曲现象。此外，本专利技术制备过程工艺简单，成本低，安全可控。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的锂离子电池涂覆隔膜的扫描电镜图片。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种锂离子电池涂覆隔膜，包括：聚乙烯基膜；涂覆于所述聚乙烯基膜一侧或两侧的涂层，所述涂层由如下原料制备：5～15重量份PVDF粉体，2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂、3～15重量份第二溶剂，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种。作为优选方案，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。本专利技术提供的锂离子电池涂覆隔膜在聚乙烯隔膜闭孔熔融时，涂层仍能起到隔离正负极的作用，此涂覆隔膜的闭孔/破膜温度差可提高到35℃以上，大大的提高了电池的安全性能，避免火灾或爆炸的发生。该锂离子电池涂覆隔膜能有效增加隔膜与电极片之间的粘结力，增大电池的硬度，同时，本专利技术采用的添加剂具有耐高温且不被电解液溶胀的特点，能有效解决涂层干燥过程中的卷曲现象，增加隔膜涂层的刚性。相应的，本专利技术还提供一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：将5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂和3～15重量份第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种；将所述混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。本专利技术采用的添加剂具有耐高温且不被电解液溶胀的特点，因此，添加剂的加入能有效增强PVDF涂层的骨架架构，提高聚乙烯基基膜的破膜温度，在电池发生热失控而内部温度升高，聚乙烯隔膜闭孔熔融时，涂层仍能起到隔离正负极的作用。普通聚乙烯隔膜的闭孔/破膜温度差约12℃，而本专利技术制备的锂离子电池涂覆隔膜的闭孔/破膜温度差可提高到35℃以上，大大的提高了电池的安全性能。同时涂层添加剂的刚性增强作用，能有效解决油性PVDF涂层干燥过程中的卷曲现象。作为优选方案，所述第一溶剂优选选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。所述第二溶剂优选选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。本专利技术采用的涂布方式优选为窄缝式涂布、浸涂式涂布、喷涂式涂布、凹版涂布中的一种。所述预凝固优选在相对湿度90％以上的环境中进行，预凝固时间优选为0.1～10s，更优选为4～8s；水洗时间优选为1～60s，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池涂覆隔膜，其特征在于，包括：聚乙烯基膜；涂覆于所述聚乙烯基膜一侧或两侧的涂层，所述涂层由如下原料制备：5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂、3～15重量份第二溶剂，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池涂覆隔膜，其特征在于，包括：聚乙烯基膜；涂覆于所述聚乙烯基膜一侧或两侧的涂层，所述涂层由如下原料制备：5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂、3～15重量份第二溶剂，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的锂离子电池涂覆隔膜，其特征在于，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的锂离子电池涂覆隔膜，其特征在于，所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。4.一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将5～15重量份PVDF粉体，2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂和3～15重量份第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料，所述添加剂选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖柳辉，曹江，苗发成，朱继俊，陈勇，陈秀峰，
申请(专利权)人：深圳市星源材质科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44