一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）将PVDF粉末、去离子水、聚醚改性有机硅聚合物、碱溶胀丙烯酸增稠剂、水性丙烯酸聚合物乳液混合搅拌后，研磨，得配方1#原液；（2）将PVDF粉末、去离子水、聚丙烯酸盐、聚醚改性有机硅聚合物、有机硅改性表面活性剂、碱溶胀增稠剂混合搅拌后，研磨，加入水性丙烯酸聚合物乳液继续研磨，得配方2#原液；（3）将配方1#原液与配方1#原液按一定比例搅拌混合，制备得到PVDF浆料；（4）涂布、烘干得到PVDF涂覆隔膜。本发明专利技术制备的浆料体系储存稳定性好（不分层、不沉降）、透气度增幅在8‑80s可调、粘结性能根据顾客具体要求可调。

A stable preparation method of waterborne PVDF slurry for lithium ion battery separator

The invention discloses a method for preparing a stable system of waterborne PVDF slurry for lithium ion battery separator, which comprises the following steps: (1) mixing PVDF powder, deionized water, polyether modified silicone polymer, alkali swelling acrylic thickening agent, and waterborne acrylic polymer emulsion, stirring and grinding, obtaining formula 1# raw liquid; 2) mixing PVDF powder, deionized water, polyacrylate, polyether modified organosilicon polymer, organosilicon modified surfactant and alkali swelling thickening agent, grinding, adding waterborne acrylic polymer emulsion to continue grinding, and obtaining the formula 2# raw liquid; (3) mixing the original 1# liquor with the formula 1# raw liquor in a certain proportion. PVDF slurry was prepared and (4) coated and dried to obtain PVDF coating. The slurry system prepared by the invention has good storage stability (non-stratification, non-settling), adjustable air permeability increment at 8 80s, and adjustable bonding performance according to the specific requirements of customers.

【技术实现步骤摘要】
一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和绿色环保等优势，广泛应用于便携式电子设备，电动工具，电动车辆及储能等方面。隔膜是锂离子电池中关键的内层组件。电池的容量，循环性能和充放电电流密度，耐高温及高强度，安全保障等关键性能都与隔膜有直接的关系。随着三元电池的推广以及磷酸铁锂电池能量密度的提升需求，陶瓷隔膜代替普通隔膜是未来高能量和高功率的大电池的必然选择，也是市场和科技的综合需要，掌握陶瓷浆料制备技术、隔膜涂覆技术对于提升自主研发锂离子电池的整体竞争力、对完善产业链结构具有重要的作用。目前市场上用的陶瓷隔膜是氧化铝附着在基膜上，用以增强基膜的耐高温性能。但目前锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料存在的浆料体系储存稳定性差、透气度增幅高、粘结性差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料及其制备方法，通过浆料配方及工艺的调整，解决目前锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料存在的浆料体系储存稳定性差、透气度增幅高、粘结性差的问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）配方1#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚醚改性有机硅聚合物、碱溶胀丙烯酸增稠剂、水性丙烯酸聚合物乳液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min，制备得到配方1#原液；（2）配方2#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚丙烯酸盐、聚醚改性有机硅聚合物、有机硅改性表面活性剂、碱溶胀丙烯酸增稠剂混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min后，加入水性丙烯酸聚合物乳液继续研磨20min，制备得到配方2#原液；（3）PVDF浆料制备：将配方1#原液与配方1#原液按一定比例混合，在转速为200rpm的条件下搅拌混合20min，制备得到PVDF浆料。进一步，所述步骤（1）中聚醚改性有机硅聚合物为聚醚改性二甲基硅氧烷、聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷、聚醚改性乙氧基化二甲基硅氧烷中的一种或几种，所述碱溶胀丙烯酸增稠剂为聚丙烯酸，所述水性丙烯酸聚合物乳液为纯丙乳液、苯丙乳液中的一种或几种。进一步，所述步骤（2）中聚丙烯酸盐为聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的一种或几种，所述聚醚改性有机硅聚合物为聚醚改性二甲基硅氧烷、聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷、聚醚改性乙氧基化二甲基硅氧烷中的一种或几种，所述有机硅改性表面活性剂为聚醚改性二甲基硅氧烷，所述碱溶胀丙烯酸增稠剂为聚丙烯酸，所述水性丙烯酸乳液为纯丙乳液、苯丙乳液中的一种或几种。进一步，所述步骤（1）中PVDF粉末、去离子水、聚醚改性二甲基硅氧烷、碱溶胀丙烯酸增稠剂与水性丙烯酸聚合物乳液的质量比为14：80：1.2：1.0：3.0。进一步，所述步骤（2）中PVDF粉末、去离子水、聚丙烯酸盐、聚醚改性有机硅聚合物、有机硅改性表面活性剂、碱溶胀丙烯酸增稠剂与水性丙烯酸聚合物乳液的质量比为14：80：2：1.2：1.2：1.0：3.0。进一步，所述步骤（3）中配方1#原液与配方1#原液按质量比5:5的比例混合。进一步，所述制备方法还包括涂布过程，所述涂布过程为先将厚度为12um的PE隔膜上涂覆一层4um的陶瓷涂层，在将制备得到的水性PVDF浆料涂布于12+4的陶瓷涂覆隔膜上，在温度为40-80℃的烘箱内烘干后得到PVDF涂覆隔膜。进一步，所述PVDF涂层厚度为1um，涂布速度为10-80m/min。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过使PVDF涂层以小颗粒均匀分布于隔膜表面，再辅以大颗粒于表面，以降低其覆孔风险。本专利技术制备的浆料体系储存稳定性好（不分层、不沉降）、透气度增幅在8-80s可调、粘结性能根据顾客具体要求可调。附图说明图1为实施例1的PVDF涂覆隔膜放大1000倍、5000倍、10000倍、20000倍的照片。图2为比较例1的PVDF涂覆隔膜放大300倍、1000倍、5000倍、10000倍的照片。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）配方1#原液制备：将14kgPVDF粉末、80kg去离子水、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷、1.0kg聚丙烯酸、3kg苯丙乳液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min，制备得到配方1#原液；（2）配方2#原液制备：将14kgPVDF粉末、80kg去离子水、2kg聚丙烯酸铵盐、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷（有机硅改性表面活性剂）、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷、1.0kg聚丙烯酸混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min后，加入3kg苯丙乳液继续研磨20min，制备得到配方2#原液；（3）PVDF浆料制备：将配方1#原液与配方1#原液按质量比5:5混合，在转速为200rpm的条件下搅拌混合20min，制备得到PVDF浆料；（4）涂布：先将厚度为12um的PE隔膜上涂覆一层4um的陶瓷涂层，在将制备得到的水性PVDF浆料涂布于12+4的陶瓷涂覆隔膜上，在温度为55℃的烘箱内烘干后得到PVDF涂覆隔膜，涂层厚度为1um，涂布速度为20m/min。实施例2一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）配方1#原液制备：将14kgPVDF粉末、80kg去离子水、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷、1.0kg聚丙烯酸、3kg纯丙乳液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min，制备得到配方1#原液；（2）配方2#原液制备：将14kgPVDF粉末、80kg去离子水、2kg聚丙烯酸钾盐、1.2kg聚醚改性乙氧基化二甲基硅氧烷（有机硅改性表面活性剂）、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷、1.0kg聚丙烯酸混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min后，加入3kg纯丙乳液继续研磨20min，制备得到配方2#原液；（3）PVDF浆料制备：将配方1#原液与配方1#原液按质量比5:5混合，在转速为200rpm的条件下搅拌混合20min，制备得到PVDF浆料；（4）涂布：先将厚度为12um的PE隔膜上涂覆一层4um的陶瓷涂层，在将制备得到的水性PVDF浆料涂布于12+4的陶瓷涂覆隔膜上，在温度为65℃的烘箱内烘干后得到PVDF涂覆隔膜，涂层厚度为1um，涂布速度为10m/min。比较例1一种锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）PVDF浆料制备：将16kgPVDF粉末、80kg去离子水、2.5kg聚丙烯酸钠盐、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷、1.2kg聚醚改性二甲基硅氧烷（有机硅改性表面活性剂）、3.0kg质量含量为1.5%羧甲基纤维素钠水溶液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨60min后，加入3kg苯丙乳液继续研磨10min，制备得到PVDF浆料；（2）涂布：先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）配方1#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚醚改性有机硅聚合物、碱溶胀丙烯酸增稠剂、水性丙烯酸聚合物乳液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min，制备得到配方1#原液；（2）配方2#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚丙烯酸盐、聚醚改性有机硅聚合物、有机硅改性表面活性剂、碱溶胀丙烯酸增稠剂混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min后，加入水性丙烯酸聚合物乳液继续研磨20min，制备得到配方2#原液；（3）PVDF浆料制备：将配方1#原液与配方1#原液按一定比例混合，在转速为200rpm的条件下搅拌混合20min，制备得到PVDF浆料。

【技术特征摘要】
1.一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）配方1#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚醚改性有机硅聚合物、碱溶胀丙烯酸增稠剂、水性丙烯酸聚合物乳液混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min，制备得到配方1#原液；（2）配方2#原液制备：将PVDF粉末、去离子水、聚丙烯酸盐、聚醚改性有机硅聚合物、有机硅改性表面活性剂、碱溶胀丙烯酸增稠剂混合搅拌后，在转速为800rpm的条件下研磨40min后，加入水性丙烯酸聚合物乳液继续研磨20min，制备得到配方2#原液；（3）PVDF浆料制备：将配方1#原液与配方1#原液按一定比例混合，在转速为200rpm的条件下搅拌混合20min，制备得到PVDF浆料。2.根据权利要求1所述的一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中聚醚改性有机硅聚合物为聚醚改性二甲基硅氧烷、聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷、聚醚改性乙氧基化二甲基硅氧烷中的一种或几种，碱溶胀丙烯酸增稠剂为聚丙烯酸，水性丙烯酸聚合物乳液为纯丙乳液、苯丙乳液中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种体系稳定的锂离子电池隔膜用水性PVDF浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中聚丙烯酸盐为聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的一种或几种，聚醚改性有机硅聚合物为聚醚改性二甲基硅氧烷、聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷、聚醚改性乙氧基化二甲基硅氧烷中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶晶，杜辉，罗婷，王思双，
申请(专利权)人：重庆云天化纽米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50