锂电池隔膜用涂层浆料及其制备方法及含有该浆料的隔膜技术

本发明专利技术属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜用涂层浆料，包括可吸附金属离子的粘接剂溶液、无机氧化物、增稠剂和分散剂；所述可吸附金属离子的粘接剂溶液是通过利用紫外光交联剂将金属离子螯合剂在紫外线的作用下接枝到粘接剂的分子链上得到。相比于现有技术，本发明专利技术的浆料具有高效的金属离子螯合能力，该浆料用于锂电池隔膜涂层可以有效吸附电解液中金属离子。另外，本发明专利技术还提供一种锂离子电池用涂层浆料的制备方法以及一种涂覆有该涂层浆料的隔膜。

Coating slurry for separator of lithium battery and its preparation method and separator containing the slurry

The invention belongs to the technical field of lithium batteries, in particular to a coating slurry for separator of lithium batteries, including adsorbable metal ions binder solution, inorganic oxide, thickener and dispersant; the adsorbable metal ions binder solution is obtained by grafting metal ions chelating agent onto the molecular chain of the binder under the action of ultraviolet light using ultraviolet light crosslinking agent. Compared with the existing technology, the slurry of the invention has high chelating ability of metal ions, and the slurry used in the separator coating of lithium battery can effectively adsorb metal ions in the electrolyte. In addition, the invention also provides a preparation method of coating slurry for lithium ion batteries and a separator coated with the coating slurry.

【技术实现步骤摘要】
锂电池隔膜用涂层浆料及其制备方法及含有该浆料的隔膜
本专利技术属于锂电池
，尤其涉及一种锂电池隔膜用涂层浆料及其制备方法及含有该浆料的隔膜。
技术介绍
锂电池具有高的能量密度和循环寿命，是动力装置和高容量电子产品的首选电池之一。但是，在常温和高温下循环后，锂电池正极溶出的金属离子会进入电解液并穿过锂电池隔膜扩散至锂电池负极，并在石墨负极表面沉积，金属沉积物阻碍了锂离子在石墨中的脱嵌，从而使石墨电极的可逆循环容量发生衰减。目前，抑制金属离子对锂电池不良影响的主要方法有以下几种：1)通过包覆无定形纳米材料层来提高正极材料的电化学性能。例如，专利CN201811246578公开了一种氟磷酸钙包覆镍钴锰酸锂正极材料方法，使得材料致密结构发生改变，达到改善被包覆材料的性能和结构，提高了镍钴锰酸锂正极材料的容量保持率，降低循环放电的容量衰减率；专利CN201811135072公开了一种磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法，使磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料复合材料具有优异的循环稳定性；专利CN201811089226公开了一种石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，在磷酸铁锂表面包覆一层石墨烯，有效防止金属离子的析出，并提供了正极材料的优越的导电性能。2)通过掺杂纳米材料来提高正极材料的结构稳定性，来提高电化学性能。例如，专利CN201810954002公开了一种高镍三元正极材料及制备方法，其制备方法为将三元前驱体粉末与含锂化合物、碱金属元素(例如Na、Li)、非金属元素(B、P、Si)保温一段时间，使得碱金属元素与非金属元素离子向材料内部均匀扩散，获得共掺杂改性的高镍三元材料。改性的高镍三元材料中Ni2+与Li+混排度低，层间距增大，结构稳定，且具有优异电化学活性、倍率性能和循环稳定性结构稳定，且具有优异电化学活性、倍率性能和循环稳定性。3)通过改用具有金属离子吸附功能的电解质来阻止金属离子在负极的沉积。如专利CN201810942662公开了一种高散热性悬浮稳定型胶体电解液的制备方法，对电解液上官能团进行修饰，使得可以络合金属离子，从而保证了电池的循环稳定性。以上各种方案虽然都能从一定程度上抑制金属离子对锂电池不良影响，但是工艺都比较复杂，成本也比较高昂。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂电池隔膜用涂层浆料，具有高效的金属离子螯合能力，该浆料用于锂电池隔膜涂层可以有效吸附电解液中金属离子。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种锂电池隔膜用涂层浆料，包括可吸附金属离子的粘接剂溶液、无机氧化物、增稠剂和分散剂；所述可吸附金属离子的粘接剂溶液是通过利用紫外光交联剂将金属离子螯合剂在紫外线的作用下接枝到粘接剂的分子链上得到。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述可吸附金属离子的粘接剂溶液、所述无机氧化物、所述增稠剂和所述分散剂的质量比为100:(5～10):(1～10):(0.05～0.1)。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述粘接剂为苯乙烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸-苯乙烯和二甲基硅氧烷中的至少一种。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述金属离子螯合剂为羟乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸和氨基三乙酸中的任意一种。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述紫外光交联剂为二苯甲酮或二苯乙酮。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述无机氧化物为氧化钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、二氧化铈、三氧化二铝和勃姆石中的至少一种。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或聚丙烯醇。作为本专利技术所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酰胺中的任意一种。相比于现有技术，本专利技术的涂层浆料含有可吸附金属离子的粘接剂溶液，其中的金属螯合剂对金属离子具有吸附功能的涂层浆料，可以和溶出的金属离子发生进一步反应，减少溶出的金属离子在负极的沉积，进而降低SEI膜的稳定性，保证电池长时间的安全使用。而且本专利技术还进一步添加无机氧化物，一方面可以增加吸附能力，另一方面可以保证电池隔膜良好的化学稳定性、锂离子透过性，热稳定性和机械强度。本专利技术的目的之二在于：提供一种锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法，包括以下制备方法：S1，将粘接剂和去离子水按(1～2)：9的质量比进行分散，获得粘接剂水分散液；S2，将金属离子螯合剂、紫外光交联剂和步骤S1获得的粘接剂水分散液按(0.2～0.8)：(0.5～1)：100的质量比混合，搅拌均匀获得粘接剂、金属螯合剂、紫外光交联剂的混合溶液；S3，将步骤S2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中，在保护气的氛围中进行紫外光照射，获得可吸附金属离子的粘接剂溶液；S4，将无机氧化物和去离子水按1：9的质量比进行分散，调节pH，获得均匀的无机氧化物分散液；S5，将步骤S3获得的可吸附金属离子的粘接剂溶液、步骤S4获得的无机氧化物分散液、分散剂和增稠剂按100:(50～100):(1～10):(0.05～0.1)的质量比混合，获得可吸附金属离子的锂离子电池隔膜用涂层浆料。相比于现有技术，本专利技术的制备方法和操作条件较为简单，无需投入大量的资金和人力，适用于批量生产。本专利技术的目的之三在于：提供一种锂电池隔膜，所述隔膜的至少一表面涂覆有一层厚度为1～5um的锂电池隔膜用涂层浆料。相比于现有技术，本专利技术的隔膜上涂覆有具有吸附功能的涂层浆料，可以和溶出的金属离子发生进一步反应，减少溶出的金属离子在负极的沉积，进而降低SEI膜的稳定性，保证电池长时间的安全使用。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。对比例1一种锂电池隔膜用涂层浆料，包含聚偏氟乙烯-六氟丙烯、三氧化二铝和羧甲基纤维素钠。上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法，具体步骤如下：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和羧甲基纤维素钠加入到去离子水中，在50℃下搅拌2h，其中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯与羧甲基纤维素钠的质量比为95:5，团聚成大颗粒的悬浮分散液；接着加入三氧化二铝颗粒进行搅拌1h，三氧化二铝与聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为50:50，得到无机粒子和粘接剂的混合浆料。实施例1一种锂电池隔膜用涂层浆料，包含可吸附金属离子的聚偏氟乙烯溶液、勃姆石、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠，四者质量比为100：6：5：0.05；其中，可吸附金属离子的聚偏氟乙烯混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚偏氟乙烯的分子链上得到。上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法，具体步骤如下：S1，将聚偏氟乙烯按质量比1:10分散在去离子水中，搅拌0.5～2h，获得聚偏氟乙烯水分散液；S2，将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤S1获得的聚偏氟乙烯水分散液按质量比0.5：1：100混合，搅拌0.5～2h，获得聚偏氟乙烯、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液；S3，将步骤S2获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：包括可吸附金属离子的粘接剂溶液、无机氧化物、增稠剂和分散剂；所述可吸附金属离子的粘接剂溶液是通过利用紫外光交联剂将金属离子螯合剂在紫外线的作用下接枝到粘接剂的分子链上得到。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：包括可吸附金属离子的粘接剂溶液、无机氧化物、增稠剂和分散剂；所述可吸附金属离子的粘接剂溶液是通过利用紫外光交联剂将金属离子螯合剂在紫外线的作用下接枝到粘接剂的分子链上得到。2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：所述可吸附金属离子的粘接剂溶液、所述无机氧化物、所述增稠剂和所述分散剂的质量比为100:(5～10):(1～10):(0.05～0.1)。3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：所述粘接剂为苯乙烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸-苯乙烯和二甲基硅氧烷中的至少一种。4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：所述金属离子螯合剂为羟乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸和氨基三乙酸中的任意一种。5.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：所述紫外光交联剂为二苯甲酮或二苯乙酮。6.根据权利要求1所述的锂电池隔膜用涂层浆料，其特征在于：所述无机氧化物为氧化钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、二氧化铈、三氧化二铝和勃姆石中的至少一种。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪圣龙，蒋中林，
申请(专利权)人：东莞市魔方新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44