一种改性PMMA隔膜浆料、锂电池隔膜及其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种改性PMMA隔膜浆料，配方简单，包括PMMA粉、聚醚改性硅油、四氢呋喃和去离子水，在其制备过程中，由于水是非溶剂，通过氢键和四氢呋喃相互作用，导致四氢呋喃和PMMA链连接加强，这些链发生交联的同时又被水相分隔，在水和四氢呋喃蒸发后这些链形成多孔空心球状，从而可以吸收更多电解液，表现良好的性能。由上述改性PMMA隔膜浆料制成的锂电池隔膜，相比于同等涂层厚度的陶瓷PVDF复合涂层隔膜，透气性良好，未出现透气偏大的问题。同时在保证厚度、透气特性良好的前提下，锂电池隔膜中改性PMMA隔膜浆料形成的涂层可吸收更多电解液，并加快锂离子穿梭，并加强涂层隔膜与极片之间的粘接性。

A modified PMMA membrane slurry, lithium battery membrane and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改性PMMA隔膜浆料、锂电池隔膜及其制备方法及应用
本专利技术涉及锂电池隔膜
，特别是涉及一种改性PMMA隔膜浆料、锂电池隔膜及其制备方法及应用。
技术介绍
锂电池的主要结构分为正极、负极、电解液、隔膜，其中隔膜能起到隔离正负极接触造成的短路并提供锂离子在充放电过程中的迁移通道。传统的锂电池隔膜居多采用微孔聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)隔膜，随着电池性能要求的提高，单纯的普通隔膜已难以满足要求。市场上主流产品PDVF(喷涂)、陶瓷涂层隔膜及PVDF陶瓷复合隔膜等，PVDF涂层主要提供界面粘接性、增加电芯硬度，陶瓷涂层主要提供良好的安全性能，单一的PVDF或陶瓷涂层并不能同时提供这两项功能，复合涂层虽然能同时带来两种功能，但厚度偏厚、透气偏大等问题，透气偏大隔膜会出现堵孔现象，降低锂离子穿梭，影响电池循环寿命。此外，复合涂层的吸液量较低，导致电池体系中电解液储备不足，引起界面电阻的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中PVDF陶瓷复合涂层隔膜厚度偏厚、透气度偏大且吸液量较低的缺陷，而提供一种改性PMMA隔膜浆料，包括PMMA粉、聚醚改性硅油、四氢呋喃和去离子水，通过去离子水中氢键与四氢呋喃的相互作用对PMMA粉进行改性，从而体现良好的性能。本专利技术的另一方面，提供一种改性PMMA隔膜浆料的制备方法，工艺简单，便于生产。本专利技术的另一方面，提供一种锂电池隔膜，包括基膜和涂覆在基膜一侧或两侧的改性PMMA隔膜浆料形成的涂层。本专利技术的另一方面，提供一种锂电池，包括正极、负极、电解液和上述锂电池隔膜。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种改性PMMA隔膜浆料，由以下重量份数的组分组成：PMMA粉5-10份，聚醚改性硅油1-5份，四氢呋喃100-500份，去离子水50-100份；优选PMMA粉5-7份，聚醚改性硅油1-3份，四氢呋喃100-200份，去离子水70-80份。其中PMMA粉的粒径为1-3μm。聚醚改性硅油的作用效果为，降低其分子的内摩擦力、应力，从而起流平、消泡的作用。本专利技术的另一方面，上述改性PMMA隔膜浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将PMMA粉和四氢呋喃按照重量比例混合均匀；步骤2：加入去离子水并充分混合；步骤3：加入聚醚改性硅油，混合均匀得改性PMMA隔膜浆料。在上述制备方法中，步骤1中，所述混合均匀方法为，以500-1000r/min的搅拌速度搅拌30-50min；步骤2中，所述充分混合条件为，以500-1000r/min的搅拌速度搅拌30-50min。本专利技术的另一方面，上述改性PMMA隔膜浆料在制备锂电池隔膜中的应用。本专利技术的另一方面，一种锂电池隔膜，包括基膜和涂覆在所述基膜一侧或两侧的改性PMMA隔膜浆料形成的涂层。在上述技术方案中，所述基膜包括聚丙烯膜、聚乙烯膜或无纺布中的的一种。在上述技术方案中，所述基膜的厚度为9-12.5μm，每一所述涂层的厚度为0.5-5μm。在上述技术方案中，涂覆方式为旋转喷涂。本专利技术的另一方面，上述锂电池隔膜在锂电池中的应用，透气性为105-125s/100ml，40*60mm大小的锂电池隔膜的吸液量为1.5-3.5g，横向收缩率MD0.1-0.2，纵向收缩率TD0.1-0.3。本专利技术的另一方面，一种锂电池，包括正极、负极、电解液和如上述锂电池隔膜。其中正极材料使用三元材料、负极材料使用石墨类、电解液使用醚类有机溶剂乙二醇二甲醚。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提供的改性PMMA隔膜浆料，配方简单，包括PMMA粉、聚醚改性硅油、四氢呋喃和去离子水，在其制备过程中，由于水是非溶剂，通过氢键和四氢呋喃相互作用，导致四氢呋喃和PMMA链连接加强，这些链发生交联的同时又被水相分隔，在水和四氢呋喃蒸发后这些链形成多孔空心球状，从而可以吸收更多电解液，表现良好的性能。2.本专利技术提供的锂电池隔膜，相比于同等涂层厚度的陶瓷PVDF复合涂层隔膜，透气性良好，未出现透气偏大的问题。同时在保证厚度、透气特性良好的前提下，锂电池隔膜中改性PMMA隔膜浆料形成的涂层可吸收更多电解液，并加快锂离子穿梭，并加强涂层隔膜与极片之间的粘接性。使由其制备的锂电池具有较高的电芯硬度。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种改性PMMA隔膜浆料，由以下重量份数的组分组成：PMMA粉5份，聚醚改性硅油1份，四氢呋喃100份，去离子水50份。制备方法如下：步骤1：称取PMMA粉(粒径：500-600nm厂家：综研化学)5kg、四氢呋喃100kg投入搅拌罐(鸿运)中搅拌30min，搅拌速度为500r/min；步骤2：然加入去离子水50kg并搅拌30min，搅拌速度500r/min；步骤3：加入聚醚改性硅油1kg并搅拌10min，搅拌速度500r/min得改性PMMA隔膜浆料；将PMMA粉溶于四氢呋喃溶剂中后加入去离子水，由于去离子水是非溶剂，通过氢键和四氢呋喃相互作用，导致四氢呋喃和PMMA链连接加强，这些链发生交联的同时又被水相分隔，在去离子水和四氢呋喃蒸发后这些链形成多孔空心球状。多孔空心球状的PMMA可吸收更多的电解液。一种锂电池隔膜，包括聚乙烯基膜(厚9μm)和通过智能旋转喷涂方法涂覆在所述基膜一侧的上述改性PMMA隔膜浆料形成的涂层，涂层厚度1μm。上述锂电池隔膜的制备过程为，喷涂、烘干和收卷，其中工艺参数：车速50m/min，转子转速10000r/min，供料泵速1000，烘箱温度50-55-60-60-55-50℃烘干后收卷得出锂电池隔膜。一种锂电池，正极材料使用三元材料、负极材料使用石墨类、电解液使用醚类有机溶剂乙二醇二甲醚。使用上述隔膜与正负极、电解液装成电池，测试在0.5C倍率下循环100圈后比容量均值1291mAh/g、容量保持率平均值91％、库伦效率平均值99.9％。实施例2一种改性PMMA隔膜浆料，由以下重量份数的组分组成：PMMA粉6份，聚醚改性硅油3份，四氢呋喃200份，去离子水100份。制备方法如下：步骤1：称取PMMA粉6kg、四氢呋喃200kg投入搅拌罐(鸿运)中搅拌50min，搅拌速度为800r/min；步骤2：然加入去离子水100kg并搅拌50min，搅拌速度800r/min；步骤3：加入聚醚改性硅油3kg并搅拌10min，搅拌速度500r/min得改性PMMA隔膜浆料；一种锂电池隔膜，包括聚乙烯基膜(厚12.5μm)和通过智能旋转喷涂方法涂覆在所述基膜两侧的上述改性PMMA隔膜浆料形成的涂层，每一涂层厚度1.5μm，总涂层厚度3μm。上述锂电池隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性PMMA隔膜浆料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：/nPMMA粉5-10份，聚醚改性硅油1-5份，四氢呋喃100-500份，去离子水50-100份；/n优选PMMA粉5-7份，聚醚改性硅油1-3份，四氢呋喃100-200份，去离子水70-80份。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性PMMA隔膜浆料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
PMMA粉5-10份，聚醚改性硅油1-5份，四氢呋喃100-500份，去离子水50-100份；
优选PMMA粉5-7份，聚醚改性硅油1-3份，四氢呋喃100-200份，去离子水70-80份。


2.如权利要求1所述的改性PMMA隔膜浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将PMMA粉和四氢呋喃按照重量比例混合均匀；
步骤2：加入去离子水并充分混合；
步骤3：加入聚醚改性硅油，混合均匀得改性PMMA隔膜浆料。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述混合均匀的方法为，以500-1000r/min的搅拌速度搅拌30-50min；步骤2中，所述充分混合条件为，以500-1000r/min的搅拌速度搅拌30-50min。


4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海朝，徐锋，李嘉辉，苏碧海，
申请(专利权)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13