本发明专利技术公开了一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1：配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料；步骤2：聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在50～100℃下热复合，得到PP/PE复合隔膜；步骤3：涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布水性PVDF浆料形成凝胶聚合物层，涂布速率为5～100m/min，经过30～100℃烘箱烘干，得到最终四层复合隔膜。本发明专利技术还公开了依此方法所制备的隔膜。本发明专利技术具有加工出的隔膜具有热安全性高和保持电解液的能力强的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1：配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料；步骤2：聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在50～100℃下热复合，得到PP/PE复合隔膜；步骤3：涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布水性PVDF浆料形成凝胶聚合物层，涂布速率为5～100m/min，经过30～100℃烘箱烘干，得到最终四层复合隔膜。本专利技术还公开了依此方法所制备的隔膜。本专利技术具有加工出的隔膜具有热安全性高和保持电解液的能力强的优点。【专利说明】
本专利技术涉及锂离子电池隔膜，尤其是涉及一种热安全性高和保持电解液的能力强 的。
技术介绍
作为锂电池四大材料之一的隔膜，尽管并不参与电池中的电化学反应，但却是锂 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等关键性能都与隔膜有 着直接的关系，隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。在锂电池中，隔膜 吸收电解液后，可隔离正、负极，以防止短路，但同时还要允许锂离子的传导。而在过度充电 或者温度升高时，隔膜还要有高温自闭性能，以阻隔电流传导防止爆炸。不仅如此，锂电池 隔膜还要有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性、生物相容性好、无毒等特点。 锂离子电池的安全性是业内一直关注的重点，而隔膜的安全性是其中的重中之 重。这就要求隔膜具有优异的力学性能，较低闭孔温度和在较高的温度下保持形状的能力。 现在大规模商用化的锂电池隔膜主用采用聚丙烯和聚乙烯材质，随着人们对锂电池性能要 求越来越高，单纯这两种材质的隔膜热安全性和保持电解液的能力难以满足要求，研究制 备其他材料和聚烯烃的高性能复合隔膜成为目前隔膜改性的最重要的方向。
技术实现思路
为克服上述缺点，本专利技术提供一种制备热安全性高和保持电解液的能力强的陶瓷 和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的方法 本专利技术的目的是通过以下技术措施实现的，一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂 电池隔膜的制备方法，包括如下步骤： 步骤1 :配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料； 步骤2 :聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在 50?100°C下热复合，得到PP/PE复合隔膜； 步骤3 :涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水 性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布水性PVDF浆料形 成凝胶聚合物层，涂布速率为5?100m/min，经过30?100°C烘箱烘干，得到最终四层复合 隔膜。其中在PE面涂布，是因为PE层容易在高温下变型，在复合隔膜中主要起到热关闭作 用。这样有利于改善在制作电池时，涂覆隔膜掉粉现象。（1)将聚烯烃树脂、润滑剂及其他 添加剂通过搅拌混料机搅拌均匀，得到混合物； 作为一种优选方式，所述步骤1中水性PVDF浆料配制方法为： 以去离子水作为溶剂，把水溶性胶黏剂、表面活性剂、分散剂、增稠剂在常温加入 去离子水中搅拌溶解，配成溶液；再加入聚合物粉末粒子，搅拌均匀，配成水性浆料；浆料 中含0. 1 %?2 %的水溶性高分子增稠剂，0.01 %?2 %的水性分散剂，0.01 %?1 %的表 面活性剂，0. 1 %?5%的水性胶黏剂，5%?25%的聚合物粉末粒子，67%?83%的去离子 水，上述都为质量分数；聚合物粉末粒子的重均分子量为12-16万，粒径为100-300nm。 toon] 作为一种优选方式，所述步骤1中水性陶瓷浆料配制方法为： 以去离子水作为溶剂，把水溶性胶黏剂、增稠剂在常温下加入去离子水中搅拌溶 解，配成溶液；然后在上述溶液中依次加入表面活性剂、水性分散剂和陶瓷粉末，搅拌均匀， 配成水性浆料；浆料中含0. 1 %?2%的增稠剂，0.01 %?2%的水性分散剂，0.01 %?1% 的表面活性剂，0. 1 %?5%的水性胶黏剂，5%?25%的陶瓷粉末粒子，67%?83%的去离 子水，上述都为质量分数。 作为一种优选方式，所述聚丙烯多孔薄膜的厚度范围在8 μ m-100 μ m，孔隙率范围 为 30% -80%，平均孔径在 0. ΟΙμπι-ΙΟμπι。 作为一种优选方式，所述聚合物粉末粒子为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙 烯-六氟丙烯共聚物、聚酰亚胺、聚丙烯晴、芳纶树脂中的一种或者多种；聚所述聚合物粉 末粒子的粒径范围为0. 01 μ m-?ο μ m。 作为一种优选方式，所述陶瓷粉末粒子为Si02、A120 3、CaO、Ti02、MgO、ZnO、Sn02、 Zr02中的任意一种或者多种；粒径范围为0. Ο?μπι?lOym。 本专利技术还公开了一种上述方法制备的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜， 包括依次层叠的聚丙烯支撑层、聚乙烯隔断层、陶瓷涂覆层和聚合物涂覆层。 作为一种优选方式，所述聚丙烯支撑层的厚度范围在8 μ m-100 μ m，孔隙率范围为 30% -80%，平均孔径在(λ01μπι-10μπι。 作为一种优选方式，所述聚乙烯隔断层的厚度为7 μ m?30 μ m，孔隙率为30%? 60% ;在温度大于125°C时，PE层的孔关闭。 作为一种优选方式，所述陶瓷涂覆层和聚合物涂覆层的厚度共为1 μ m-io μ m。 本专利技术具有以下优点： 1)无机粒子涂层提高了隔膜的热安全性，复合隔膜在135°C的高温下放置1小时， 热收缩率小于3%。 2)无机粒子涂层提高了电解液对隔膜的浸润性，便于电解液的吸收；有机粒子为 PVDF-HFP粉末，能够在电解液中溶胀，有良好吸收和保持电解液的能力，具有较高的电导 率，从而使锂电池具有良好的循环使用寿命。同时，使电池正负极很好的粘结贴合，提高电 芯硬度和形体保持能力。 3)复合隔膜中的PE层具有较低的熔融温度，使得复合隔膜有较低的闭孔温度，能 有效的防止锂电池在异常情况下的热失控，提供高锂电池的安全性。 4)涂布浆料所用溶剂为水，不含丙酮、DMF、NMP等有机溶剂，不会对环境造成污 染，不会危害工人的健康。作为工业化生产的产品，使用水作为溶剂极大地降低了生产成 本，使产品更具竞争力。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例1聚合物涂层的表观形貌图； 图2为本专利技术实施例电池隔膜的剖面图； 图3为本专利技术实施例和对比例闭孔破膜温度曲线图。 【具体实施方式】 下面对本专利技术作进一步详细说明。 -种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜，参考图2,包括依次层叠的聚丙烯 支撑层1、聚乙烯隔断层2、陶瓷涂覆层3和聚合物涂覆层4。其制备方法包括如下步骤： 步骤1 :配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料； 步骤2 :聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在 50?100°C下热复合，得到PP/PE复合隔膜； 步骤3 :涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水 性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：配置水性PVDF浆料和水性陶瓷浆料；步骤2：聚丙烯隔膜和聚乙烯隔膜复合，将一层聚丙烯隔膜和一层聚乙烯隔膜在50～100℃下热复合，得到PP/PE复合隔膜；步骤3：涂布，以步骤2中得到PP/PE复合隔膜作为涂布基材，将步骤1中制备水性浆料涂布在基材的PE面上，先涂布水性陶瓷浆料形成陶瓷层后再涂布水性PVDF浆料形成凝胶聚合物层，涂布速率为5～100m/min，经过30～100℃烘箱烘干，得到最终四层复合隔膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴术球，杨佳富，苗发成，何方波，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
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