一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜及其制备方法，所述基膜层的一侧或两侧涂覆有复合涂层，所述复合涂层为由聚偏氟乙烯(PVDF)和氢氧化镁颗粒混合形成的水性涂层；其制备方法是：(1)、向去离子水中加入PVDF和粘结剂，混合搅拌至完全溶解，继而加入氢氧化镁粉料混合搅拌至粉料分散均匀，然后加入润湿剂研磨0.5‑2h，得到水性混合浆料；(2)、将上述水性混合浆料涂布于聚烯烃基膜一侧或双侧形成水性涂层，再经过40‑100℃的烘箱，烘烤干燥1‑4min得到产品；本发明专利技术通过将PVDF和Mg(OH)2颗粒直接混合，Mg(OH)2降低PVDF的结晶度，提高锂离子传导的无定形区，提高锂电池的倍率放电和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是涂覆隔膜
，具体的说是一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂电池是一种非常通用和常见的储能装置，近些年来已经在电子产品、移动电话、储能、电动汽车等领域得到了非常快速的发展。隔膜材料是锂电池非常重要的组成部分，直接影响着电池的循环寿命以及安全性能等指标。申请号为CN201410445356.6的陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法，该隔膜是在微孔复合膜上依次涂覆4μm水性陶瓷层和2μmPVDF聚合物胶层而成，降低了隔膜的热收缩，提高了提电池的热稳定性，但因厚度增加而导致的透气损失较大，不利于锂离子传导，而且厚度及重量的增加不利于产品的轻量化；申请号为CN201410284815.7的高性能锂电池陶瓷隔膜及其制备，通过静电纺丝的方法将陶瓷与高聚合物(PVDF或PVDF-HFP)的混合物涂布于聚烯烃微孔膜上，提高了微孔膜的安全性能，但该隔膜中涂覆常用陶瓷吸热量小，硬度大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜及其制备方法，通过将PVDF和Mg(OH)2颗粒直接混合，Mg(OH)2降低PVDF的结晶度，提高锂离子传导的无定形区，提高锂电池的倍率放电和循环性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，包含基膜层和复合涂层；所述基膜层的一侧或两侧涂覆有复合涂层，所述复合涂层为由聚偏氟乙烯(PVDF)和氢氧化镁颗粒混合形成的水性涂层。进一步，所述水性涂层的涂覆厚度为0.5-5.0μm，所述水性涂层的面密度为0.2-8g/m2。进一步，所述水性涂层的涂覆厚度为1.0-3.0μm，所述水性涂层的面密度为1.2-4.5g/m2。进一步，所述氢氧化镁颗粒的D50为0.2-1.0μm。进一步，所述氢氧化镁颗粒的D50为0.4-0.6μm。进一步，所述基膜层为PP膜层、PE膜层、PP与PE多层复合膜，膜层厚度为3-16μm。一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜制备方法，其步骤如下：(1)、向去离子水中加入PVDF和粘结剂，混合搅拌至完全溶解，继而加入氢氧化镁粉料混合搅拌至粉料分散均匀，然后加入润湿剂研磨0.5-2h，得到水性混合浆料；(2)、将上述水性混合浆料涂布于聚烯烃基膜一侧或双侧形成水性涂层，再经过40-100℃的烘箱，烘烤干燥1-4min得到产品。进一步，所述水性混合浆料包括20-90wt％的去离子水，PVDF与氢氧化镁粉料的比重为5-50:100。进一步，所述粘结剂为聚乙烯醇、丁苯乳胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素钠或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，占浆料的0.1-5wt％。进一步，所述所述润湿剂为氟代烷基乙氧基醇醚、聚氧乙烯烷基酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，占浆料的0.01-2wt％。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过将PVDF和Mg(OH)2颗粒直接混合，在聚烯烃基膜一侧形成水性涂层，只需要一次涂覆即可得到电池隔膜，减少了电池隔膜的生产工序，从而达到了提高生产效率、降低生产成本的目的。填充陶瓷材料Mg(OH)2水份低，吸热量大，硬度低，比重轻，与电解液不反应，具有抑烟性、阻燃性，使电芯产气少，提高了电池的热稳定性和安全性，增强了锂电池的综合性能；Mg(OH)2受热分解生产水和氧化镁，水可吸收大量潜热，降低微孔基膜层的表面温度，从而抑制微孔膜熔解及可燃气体的释放，提高锂电池的安全性能。而且，该水性涂层相比于传统的陶瓷层加PVDF胶层的结构可以做得更薄、更轻，有利于产品的轻量化，提高隔膜热稳定性的同时也降低了因涂层厚度带来的损失，从而提高了锂电池的倍率放电及循环性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，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方式仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1向200g去离子水中加入300g聚偏氟乙烯和20g聚乙烯醇，混合搅拌至完全溶解，然后加入460gD50为0.4μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉末分散均匀，最后加入20g氟代烷基乙氧基醇醚，混合均匀并球磨0.5h，得到水性混合浆料。将上述水性混合浆料涂布于10μm聚丙烯基膜一侧形成水性涂层，再经过40-90℃的烘箱，烘烤2min得到产品，水性涂层厚度为1μm，面密度为1.5g/m2。实施例2向200g去离子水中加入50g聚偏氟乙烯和4g聚乙烯醇，混合搅拌至完全溶解，然后加入100gD50为0.4μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉末分散均匀，最后加入4g氟代烷基乙氧基醇醚，混合均匀并球磨0.5h，得到水性混合浆料。将上述水性混合浆料涂布于10μm聚丙烯基膜双侧形成水性涂层，均经过40-90℃的烘箱，烘烤3min得到产品，水性涂层厚度均为2μm。实施例3向300g去离子水中加入60g聚偏氟乙烯和5g丁苯乳胶，混合搅拌至完全溶解，然后加入200gD50为0.5μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉末分散均匀，最后加入4g聚氧乙烯烷基酰胺，混合均匀并球磨1h，得到水性混合浆料。将上述水性混合浆料涂布于10μm聚丙烯基膜一侧形成水性涂层，再经过40-90℃的烘箱，烘烤3min得到产品，水性涂层厚度为2μm，面密度为3g/m2。实施例4向300g去离子水中加入80g聚偏氟乙烯和10g羧甲基纤维素钠，混合搅拌至完全溶解，然后加入400gD50为0.6μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉末分散均匀，最后加入10g脂肪醇聚氧乙烯醚，混合均匀并球磨1.5h，得到水性混合浆料。将上述水性混合浆料涂布于10μm聚丙烯基膜一侧形成水性涂层，再经过40-90℃的烘箱，烘烤4min得到产品，水性涂层厚度为3μm，面密度为4g/m2。实施例5向500g去离子水中加入20g聚偏氟乙烯和3g羧甲基纤维素钠，混合搅拌至完全溶解，然后加入30gD50为0.6μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉末分散均匀，最后加入2g脂肪醇聚氧乙烯醚，混合均匀并球磨2h，得到水性混合浆料。将上述水性混合浆料涂布于10μm聚丙烯基膜一侧形成水性涂层，再经过40-90℃的烘箱，烘烤4min得到产品，水性涂层厚度为2μm，面密度为4g/m2。对比例1(1)、向200g去离子水中加入80gD50为0.4μm的氢氧化镁粉末，30-40℃下混合搅拌至粉料分散均匀，最后加入2g氟代烷基乙氧基醇醚，混合均匀并球磨0.5h，得到水性陶瓷浆料。(2)、向200g去离子水中加入40g聚偏氟乙烯和3g聚乙烯醇，混合搅拌至完全溶解，搅拌1h后得到PVDF胶液。(3)、将水性陶瓷浆料涂布于10μmPP基膜上一侧得到水性陶瓷层，涂层厚度2μm，然后将PVDF胶液涂布于水性陶瓷层外表面得PVDF胶层，胶层厚度为2μm。对比例2(1)、向200g去离子水中加入80gD50为0.4μm的氧化铝粉末，30-40℃下混合搅拌至粉料分散均匀，最后加入2g氟代烷基乙氧基醇醚，混合均匀并球磨0.5h，得到水性陶瓷浆料。(2)、向200g去离子水中加入40g聚偏氟乙烯和3g聚乙烯醇，混合搅拌至完全溶解，搅拌1h后得到PVDF胶液。(3)、将水性陶瓷浆料涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：包含基膜层和复合涂层，所述基膜层的一侧或两侧涂覆有复合涂层，所述复合涂层为由聚偏氟乙烯(PVDF)和氢氧化镁颗粒混合形成的水性涂层。

【技术特征摘要】
2016.08.26 CN 20162094627101.一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：包含基膜层和复合涂层，所述基膜层的一侧或两侧涂覆有复合涂层，所述复合涂层为由聚偏氟乙烯(PVDF)和氢氧化镁颗粒混合形成的水性涂层。2.根据权利要求1所述的一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：所述水性涂层的涂覆厚度为0.5-5.0μm，所述水性涂层的面密度为0.2-8g/m2。3.根据权利要求2所述的一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：所述水性涂层的涂覆厚度为1.0-3.0μm，所述水性涂层的面密度为1.2-4.5g/m2。4.根据权利要求1所述的一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：所述氢氧化镁颗粒的D50为0.2-1.0μm。5.根据权利要求4所述的一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：所述氢氧化镁颗粒的D50为0.4-0.6μm。6.根据权利要求1所述的一种安全性好的PVDF混合涂覆隔膜，其特征在于：所述基膜层为PP膜层、PE膜层、PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩田，王晓明，韦程，王志彬，
申请(专利权)人：宁德卓高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35