本发明专利技术公开了一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法，本方法通过使用生物胶作为粘结剂，通过简单的涂覆方法，在聚烯烃微孔隔膜表面的一面或两面涂覆亲电解质聚合物粉末，制备具有较高吸液率的亲电解质电池隔膜；其制备方法工艺简单，对设备要求低，条件易控，绿色环保，成本低廉，适于工业化生产；通过简单涂覆可有效的改善普通隔膜的亲电解质性能，大幅提高普通隔膜性能，实现普通隔膜的高性能化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于用于锂电池隔膜的高性能隔膜制备
，具体涉及一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法。
技术介绍
隔膜作为锂离子电池的重要组成部分受到研究者的广泛关注，锂离子电池的高性能化与隔膜的性质息息相关，特别是大倍率、快速充放电的锂电池中，隔膜的性能要求更为明显。鉴于隔离膜对实际电池的性能有着至关重要的影响，其必须具备良好的化学、电化学稳定性以及在反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性，隔离膜材料与电极之间的界面相容性、隔离膜对电解质的保持性均对锂离子电池的充放电性能、循环性能等有较大影响。此外，随着动力汽车的快速发展，对锂离子动力电池的安全性，特别是耐热性提出了更高的要求，而影响锂离子动力电池安全性的关键因素之一就是隔膜的安全性。以聚合物作为隔膜的原料可以很好的解决厚度、绝缘等基本性能要求，同时也能通过熔融闭孔提供一定的电池安全性，但由于常用聚合物电池膜材料是非亲水的聚烯烃材料，使得隔膜与电解液、极片间存在一定的贴合缺陷，这种缺陷易提高电池内阻，降低循环可靠性，衰减电池性能。为解决这一问题，通过涂覆的方法改善隔膜的表面的性能已被广泛报道。从涂覆角度来看，常用的涂覆方法可分为油性涂覆和水溶性涂覆两大类。主要区别在溶剂和粘结剂的选择上，油性涂覆选用有机溶剂作为涂覆粘结剂的溶剂，通过溶剂挥发使粘结层和涂覆掺杂物涂敷在隔膜表面，水溶性涂覆液以水作为溶剂，选用可水溶的聚合物作为粘结剂进行复合隔膜的制备。油性涂覆层的粘结稳定性更好，制备方法相对简单，在有机溶剂的快速挥发过程中能形成大量的孔，所形成的涂覆层透气性明显改善，极大的避免了涂覆过程对原有基膜性能的影响，所选用的粘结剂多为含氟的聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物等，所用的有机溶剂多为丙酮，N-甲基吡咯烷酮，N,N-二甲基甲酰胺等，如专利CN103515563A, CN103199262A等均提及该方法制备涂覆的多层复合隔膜。水性涂覆层相较油性涂覆层而言，由于溶剂选择了水，除了带来安全环保、无污染的环保优势以外，也大幅削减了成本，为企业生产带来成本优势，目前常用的粘结剂多为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、纤维素及其衍生物等，如专利CN103746085A，CN103236511A均提及采用以上的粘结剂制备涂层，改善电池隔膜的亲水性。同时在涂覆层中多数专利均提及掺杂部分无机物如氧化铝、氧化锆、勃姆石等用以提高隔膜的安全性，如尺寸稳定性、耐热性等，如专利CN102569700A, CN103456908A；同时也提及掺杂部分有机粉末如聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺等，用于改善亲电解质的性能如专利CN103085296A，CN103515564A等。但是，目前在涂覆型聚合物隔膜中，均主张采用合成聚合物作为粘结剂，难免存在残余物排放、余料堆砌、难以降解等缺陷，对环境保护和资源合理利用还是存在巨大的缺陷，由此进一步改善涂覆配方组成有着深远的意义。未来二次充电电池将广泛应用于大型移动电源、电动汽车、动力电池等领域，必将带来电池隔膜的大量使用，解决环保问题有着重要意义，采用绿色环保的方法制备电池隔膜必将成为今后的研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法。本专利技术另一目的在于提供一种由上述有机/无机复合隔膜的制备方法获得的有机无机复合隔膜。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：（1）聚合物粉末预分散液的配置：将聚合物粉末分散在水中，其中聚合物粉末与水的质量比为1:1~40，室温下在砂轮机中研磨5~15小时形成聚合物粉末预分散液；（2）涂覆浆料的配置：将聚合物粉末预分散液与粘结剂溶液混合，配制涂覆浆料；其中，聚合物粉末与粘结剂的质量比为5~40:1； （3） 有机/无机复合隔膜的制备：将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜表面，干燥，得到所述锂电池有机/无机复合隔膜。上述步骤（1）中，所述的聚合物粉末是聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚丙烯腈中的一种或几种；所述的聚合物粉末的粒径是纳米级、亚微米级或/和微米级；聚合物粉末与水的质量比为1:20，分散时间为7~13小时；研磨后，聚合物分散液中聚合物粉末粒径控制在500~1500纳米。上述步骤（2）中，所述的聚合物粉末与粘接剂的质量比为14~39:1。上述步骤（2）中，粘结剂为明胶、骨胶、鱼胶、皮冻胶、直链淀粉、环糊精中的至少一种；粘结剂溶液采用如下方法配制：在60～80℃的恒温环境下，将粘结剂与去离子水按质量比1:5~20进行混合，充分搅拌3～6小时，使粘接剂充分溶解，成为稳定的粘结剂溶液。上述步骤（2）中，粘结剂溶液的配制在70℃的恒温环境下，粘结剂与去离子水的质量比为1:9。上述步骤（3）中，将步骤（2）中配制的涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜表面的方法采用浸泡或涂布方式实现；其中采用浸泡的方式，即是将聚烯烃微孔隔膜直接浸泡在该涂覆浆料中，其中，浸泡的时间为1~15min，聚烯烃微孔隔膜被浸泡后，取出干燥，干燥的温度为80~110℃，干燥时间为5～60min。上述步骤（3）中，浸泡的时间为5min，干燥的温度为90℃；干燥时间30min。在该步骤（3）中，聚烯烃微孔隔膜是单层的聚丙烯或高密度聚乙烯微孔隔膜，或两层PP/PE或三层PP/PE/PP复合的微孔隔膜，或是根据热诱导相分离方法即湿法制造的聚烯烃微孔隔膜，或是根据熔体拉伸原理即干法制造的聚烯烃微孔隔膜，或是通过纺丝方法制备的聚烯烃无纺布；所述聚烯烃微孔隔膜的厚度为9~60um。本专利技术还提供一种锂离子电池隔膜，所述锂离子电池隔膜由上述锂离子电池隔膜的制备方法所制备获得。本专利技术的有益效果：上述制备方法在将聚合物粉末分散在水溶性聚合物粘结剂中，选择合适的助剂，通过高速分散的方法配置能稳定存放的涂覆浆料。通过涂覆方法，将浆料涂覆在聚烯烃隔膜上，即可获得复合的有机无机隔膜，水溶性的粘接剂能改善隔膜表面的亲水性和亲电解液性能，聚合物粉末有助于改善隔膜与极片间的界面性能。该方法制备的涂覆有机无机隔膜其制备方法工艺简单，对设备要求低，条件易控，绿色环保，成本低廉，适于工业化生产。 附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例5复合隔膜的表面形貌扫描电镜图。 具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：S01.聚合物粉末预分散液的配置：将聚合物粉末分散在水中，在砂轮机中研磨处理一定时间形成聚合物粉末预分散液。S02.涂覆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）聚合物粉末预分散液的配置：将聚合物粉末分散在水中，其中聚合物粉末与水的质量比为1:1~40，室温下在砂轮机中研磨5~15小时形成聚合物粉末预分散液；（2）涂覆浆料的配置：将聚合物粉末预分散液与粘结剂溶液混合，配制涂覆浆料；其中，聚合物粉末与粘结剂的质量比为5~40:1； （3） 有机/无机复合隔膜的制备：将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜表面，干燥，得到所述锂电池有机/无机复合隔膜。
【技术特征摘要】
1.一种涂覆型锂电池有机/无机复合隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）聚合物粉末预分散液的配置：
将聚合物粉末分散在水中，其中聚合物粉末与水的质量比为1:1~40，室温下在砂轮机中研磨5~15小时形成聚合物粉末预分散液；
（2）涂覆浆料的配置：
将聚合物粉末预分散液与粘结剂溶液混合，配制涂覆浆料；其中，聚合物粉末与粘结剂的质量比为5~40:1；
（3） 有机/无机复合隔膜的制备：
将涂覆浆料涂覆在聚烯烃微孔隔膜表面，干燥，得到所述锂电池有机/无机复合隔膜。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（1）中，所述的聚合物粉末是聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚丙烯腈中的一种或几种；所述的聚合物粉末的粒径是纳米级、亚微米级或/和微米级；聚合物粉末与水的质量比为1:20，分散时间为7~13小时；研磨后，聚合物分散液中聚合物粉末粒径控制在500~1500纳米。
3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（2）中，所述的聚合物粉末与粘接剂的质量比为14~39:1。
4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（2）中，粘结剂为明胶、骨胶、鱼胶、皮冻胶、直链淀粉、环糊精中的至少一种；粘结剂溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷彩红，黄晓蕊，徐睿杰，蔡启，陈贤德，张丰，陈昌滨，莫海彬，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。