一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池专用复合涂层隔膜，包括微孔膜、树脂层、陶瓷层和亚克力胶层，其特征在于，所述微孔膜的上面和下面均涂覆有树脂层，所述树脂层外侧涂覆有陶瓷层，陶瓷层外部涂覆有亚克力胶层，所述微孔膜上有第一微孔，所述树脂层上设置有第二微孔，所述陶瓷层上有第三微孔，所述亚克力胶层上有第四微孔；一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法，包括以下步骤：勃姆石氧化铝表面改性、微孔膜制备、制备聚合物复合膜、制备改性勃姆石氧化铝浆料、改性勃姆石氧化铝浆料的涂覆、亚克力胶粘结成型，得到一种锂电池专用复合涂层隔膜。本发明专利技术能很好解决高能量密度电芯的安全性问题。

Method for making composite coating diaphragm for lithium battery

The invention discloses a special composite coating diaphragm for lithium battery, including microporous membrane, resin layer, ceramic layer and acrylic rubber layer. It is characterized in that the upper and lower layers of the microporous membrane are coated with a resin layer, the outer coating of the resin layer is coated with a ceramic layer, and the outer coating of the ceramic layer is coated with acrylic film, and the microporous membrane is on the membrane. There are second micropores on the resin layer. There are third micropores on the ceramic layer. There are fourth micropores on the acrylic rubber layer. A method for making the composite coating diaphragm for the lithium battery includes the following steps: the surface modification of the BOM stone alumina, the preparation of the microporous membrane, the preparation of the polymer composite film, and the preparation of the polymer film. Modified coating of boehmite alumina, modified coating of boehmite alumina and bonding molding of acrylic adhesive have obtained a special composite coating diaphragm for lithium battery. The invention can solve the safety problem of the high energy density electric core well.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法
本专利技术属于电池用隔膜制备方法
，具体地说，涉及一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法。
技术介绍
目前市场对锂电池能量密度的提升需求日趋强烈，随之而来的安全问题不容忽视。单一材质和简单结构的以聚丙烯或聚乙烯隔膜为基体的陶瓷涂覆膜因其综合性能有所欠缺，即将无法满足高能量密度锂电池对高电压、高安全和高循环寿命等性能的要求。因此，急需开发一种多功能的锂电池专用复合涂层隔膜。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法，为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种锂电池专用复合涂层隔膜，包括微孔膜、树脂层、陶瓷层和亚克力胶层，其特征在于，所述微孔膜的上面和下面均涂覆有树脂层，所述树脂层外侧涂覆有陶瓷层，陶瓷层外部涂覆有亚克力胶层，所述微孔膜上有第一微孔，所述树脂层上设置有第二微孔，所述陶瓷层上有第三微孔，所述亚克力胶层上有第四微孔。本专利技术中，所述微孔膜的厚度为6-30μm，所述树脂层的厚度为3-20μm，所述陶瓷层的厚度为1-4μm，所述亚克力胶层的厚度为0.5-2μm。本专利技术中，所述第一微孔的孔径为0.02-0.6μm，所述第二微孔的孔径为0.026-0.038μm。本专利技术中，所述微孔膜的孔隙率为55％-65％，所述树脂层的孔隙率为36％-50％。本专利技术中，树脂层为PP树脂层或PE树脂层中的一种。本专利技术中，亚克力胶层为PMMA层。一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法，包括以下步骤：S1：勃姆石氧化铝表面改性：将勃姆石氧化铝放入干燥箱内完全干燥后备用，然后称取硅烷偶联剂，控制勃姆石氧化铝和硅烷偶联剂的摩尔比为1：1，然后将勃姆石氧化铝和硅烷偶联剂混合，并在超声分散仪中分散30min；然后将混合液体倒入三口烧瓶内，控制三口烧瓶内的温度为150℃，然后用机械搅拌下回流2小时，将制得的产物用去离子水清洗，然后离心，直至上层清液的pH值为7时停止，然后将制得的产物放置在通风厨中自然风干，风干时间控制在2天，然后将产物放置在真空干燥箱中，控制真空干燥箱内的温度为60℃，干燥时间控制在12小时，干燥后得到表面改性后的勃姆石氧化铝粉末；S2：微孔膜制备：将聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按比例混合并放置在容器中，然后向容器内依次加入丙酮，聚乙二醇，勃姆石氧化铝和无水乙醇，得到聚合物，然后将容器内的聚合物经过超声波震荡20min，然后放入恒温的水浴中加热并搅拌至物料变成凝胶状，静置1-2min，涂布成微孔膜；S3：制备聚合物复合膜：用挤出机将树脂挤出形成薄膜状树脂层，然后在微孔膜上面和下面同时放置薄膜状树脂层，然后放入热压成型机中热压成型，热压成型时间控制在40-60s，然后将膜连同模具放入凝固浴中浸泡24h，取出膜在真空条件下温度控制在80℃的条件下干燥12h，将多孔膜在电解液中活化2h后制得聚合物复合膜；S4：制备改性勃姆石氧化铝浆料：将S1中得到的表面改性后的勃姆石氧化铝粉末、去离子水和粘结剂聚丙烯酸乳液混合搅拌0.5-3h，得到改性勃姆石氧化铝浆料；S5：改性勃姆石氧化铝浆料的涂覆：将S4中制得的改性勃姆石氧化铝浆料涂布在S3中制得的聚合物复合膜的两侧，经在40℃-80℃的条件下干燥2-5min后形成改性陶瓷涂层，制得高安全性的陶瓷涂覆隔膜，其中，涂布速度为20-60m/min；S6：亚克力胶粘结成型：将去离子水和亚克力胶及其共聚物混合搅拌均匀，在温度为30℃-50℃的条件下混合搅拌均匀，再加入增稠剂混合均匀，经球磨0.5-2h后，得到水性混合浆料；水性混合浆料中去离子水的质量百分比为20-60％，水性混合浆料中增稠剂的的质量百分比0.01-5％；将制得的水性混合浆料涂布于陶瓷涂覆隔膜两侧，形成水性涂层，经在温度为30℃-70℃的五级烘箱内烘干后，得到一种锂电池专用复合涂层隔膜。本专利技术中，S2中聚合物的固体物质的浓度为8％，S2中聚乙二醇占聚合物的质量比为30％，S2中无水乙醇占聚合物的质量比为3％，S2中恒温的水浴的温度为45℃。本专利技术中，S2中聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为7:3、8:2、6:4、5:5、4:6、3:7中的一种。本专利技术中，S2中勃姆石氧化铝占聚合物的质量比为0.005％、0.01％、0.02％、0.04％中的一种。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术针对高能量密度电芯而言，传统工艺生产出的以PP或PE膜为基体的陶瓷膜闭孔温度与破膜温度的区间范围较窄，工作电压较低，热稳定性不太好，仍然存在较大的安全隐患。本专利技术旨在设计并制备一种锂电池多功能专用复合涂层隔膜，具有闭孔温度低、破膜温度高、高温热收缩率低、吸液量大、高电压、软包电池高硬度、高Li+传输、高安全性、变形小、循环寿命长等诸多优点，能很好解决高能量密度电芯的安全性问题。本专利技术采用PVDF/PMMA/PEG-BM为基体，使隔膜拥有更高机械强度、吸液率、热稳定性和工作电压；本专利技术由于耐高温的PVDF/PMMA/PEG-BM的存在，加上上下两层均设置有PP层或PE层，有效实现隔膜的低闭孔温度和高破膜温度；本专利技术陶瓷层采用高纯度板状晶体结构的勃姆石氧化铝，颗粒均匀，浸润性好，保液量大，循环寿命长，且具有优异的导热性和阻燃性能，其拥有的热胀冷缩特性促使在电流过大时能够自发阻断电流；本专利技术复合隔膜上下最表层采用双面PMMA热粘结层，热压后起到耐热和粘结正负极极片的作用，制作出的电芯平整性更好。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本申请的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为本专利技术结构示意图。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利技术的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参见图1，一种锂电池专用复合涂层隔膜的结构示意图，一种锂电池专用复合涂层隔膜，包括微孔膜1、树脂层2、陶瓷层3和亚克力胶层4，所述微孔膜1的上面和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池专用复合涂层隔膜，包括微孔膜、树脂层、陶瓷层和亚克力胶层，其特征在于，所述微孔膜的上面和下面均涂覆有树脂层，所述树脂层外侧涂覆有陶瓷层，陶瓷层外部涂覆有亚克力胶层，所述微孔膜上有第一微孔，所述树脂层上设置有第二微孔，所述陶瓷层上有第三微孔，所述亚克力胶层上有第四微孔。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池专用复合涂层隔膜，包括微孔膜、树脂层、陶瓷层和亚克力胶层，其特征在于，所述微孔膜的上面和下面均涂覆有树脂层，所述树脂层外侧涂覆有陶瓷层，陶瓷层外部涂覆有亚克力胶层，所述微孔膜上有第一微孔，所述树脂层上设置有第二微孔，所述陶瓷层上有第三微孔，所述亚克力胶层上有第四微孔。2.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合涂层隔膜，其特征在于，所述微孔膜的厚度为6-30μm，所述树脂层的厚度为3-20μm，所述陶瓷层的厚度为1-4μm，所述亚克力胶层的厚度为0.5-2μm。3.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合涂层隔膜，其特征在于，所述第一微孔的孔径为0.02-0.6μm，所述第二微孔的孔径为0.026-0.038μm。4.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合涂层隔膜，其特征在于，所述微孔膜的孔隙率为55％-65％，所述树脂层的孔隙率为36％-50％。5.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合涂层隔膜，其特征在于，树脂层为PP树脂层或PE树脂层中的一种。6.根据权利要求1所述的一种锂电池专用复合涂层隔膜，其特征在于，亚克力胶层为PMMA层。7.一种锂电池专用复合涂层隔膜制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：勃姆石氧化铝表面改性：将勃姆石氧化铝放入干燥箱内完全干燥后备用，然后称取硅烷偶联剂，控制勃姆石氧化铝和硅烷偶联剂的摩尔比为1：1，然后将勃姆石氧化铝和硅烷偶联剂混合，并在超声分散仪中分散30min；然后将混合液体倒入三口烧瓶内，控制三口烧瓶内的温度为150℃，然后用机械搅拌下回流2小时，将制得的产物用去离子水清洗，然后离心，直至上层清液的pH值为7时停止，然后将制得的产物放置在通风厨中自然风干，风干时间控制在2天，然后将产物放置在真空干燥箱中，控制真空干燥箱内的温度为60℃，干燥时间控制在12小时，干燥后得到表面改性后的勃姆石氧化铝粉末；S2：微孔膜制备：将聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按比例混合并放置在容器中，然后向容器内依次加入丙酮，聚乙二醇，勃姆石氧化铝和无水乙醇，得到聚合物，然后将容器内的聚合物经过超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹孝军，梁凯，陈小平，李小兵，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43