涂覆隔膜材料、制备方法、电池隔膜及电池技术

本发明专利技术涉及隔膜涂覆的技术领域，尤其是涉及涂覆隔膜材料、制备方法、电池隔膜及电池。隔膜材料为溶液，原料包含以下重量份的组分：LCP 4‑10份，助剂0‑5份，粘结剂0‑8份，溶剂75‑96份。制备方法，包括以下步骤：步骤一、将LCP和助剂加入溶剂中搅拌至完全溶解；步骤二、向步骤一得到的溶液中加入粘结剂，真空下搅拌至完全溶解；静置，除去气泡。LCP能够大大提高隔膜的耐高温性能，助剂主要用于提高LCP的溶解性能；粘结剂能够保证隔膜的粘结性能。本发明专利技术得到的隔膜耐高温，明显改善了隔膜的热收缩性能，而且透气效果良好，结构强度增加，电池的安全性能和电化学性能都得到了明显改善。

【技术实现步骤摘要】
涂覆隔膜材料、制备方法、电池隔膜及电池
本专利技术涉及隔膜涂覆的
，尤其是涉及涂覆隔膜材料、制备方法、电池隔膜及电池。
技术介绍
现有使用最多的就是商业化聚烯烃隔膜如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)隔膜以及在PE/PP隔膜上涂覆一层陶瓷的功能性隔膜，然而当电池温度异常升高时，此类隔膜受制于PP/PE较低的熔点和耐热性，高温时容易产生收缩，造成短路，易产生电池起火甚至爆炸的安全事故。也有些使用无纺布隔膜，而且无纺布隔膜的制备大多采用耐高温聚合物，如PI、PPESK、PET、PSA等，这类耐高温聚合物相比聚烯烃类聚合物热稳定性高、极性更强，亲电解质性能更佳，但是传统无纺布要达到动力锂离子电池应用要求的关键是如何对其表面大孔结构进行有效修饰，以防止大孔结构造成的电池短路等安全性事故。陶瓷粉体的复合化是解决途径之一，陶瓷粉体与基体材料之间结合力差是其存在的主要问题。静电纺丝方法可加工制备得到纳米纤维的锂离子电池隔膜，表面孔结构能够满足锂离子电池的要求，然而纯静电纺丝隔膜存在的主要问题是隔膜的力学强度差，难以满足电池封装的要求。中国专利技术申请CN108807791A公开了一种用于锂电池的复合隔膜及其制备方法，包括本体；本体包括由PP纤维熔喷制成的基材层，基材层的正反两面喷射LCP聚合物溶液形成双层的静电纺丝层；本体的孔径为150-200nm，本体的孔隙率为62-68％，本体的厚度为40μm。上述方案采用PP无纺布作为基材，且采用双层静电纺丝层，形成的隔膜的厚度有40μm，比较厚，对于一些便携式产品，并不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的一是提供一种涂覆隔膜材料，能够大大提高隔膜的耐高温性能，隔膜的热收缩性也得到明显改善，而且形成的隔膜可以做更薄，满足便携式产品的要求。本专利技术的目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种涂覆隔膜材料，隔膜材料为溶液，原料包含以下重量份的组分：LCP4-10份助剂0-5份粘结剂0-8份溶剂75-96份其中，溶液的粘度在100~1000MPa.s之间；LCP和粘结剂的重量和占原料总重量的5%-12%。通过采用上述技术方案，LCP（LIQUIDCRYSTALPOLYMER）又称液晶聚合物，应用于本专利技术，能够大大提高隔膜的耐高温性能，助剂主要用于提高LCP的溶解性能，提高材料的涂覆性能；粘结剂能够保证隔膜的粘结性能，使隔膜能够更好的与其他材料结合，发挥更好的作用。通过采用上述配比，能够更好的保证隔膜材料的耐热性能，明显改善隔膜的热收缩性能，隔膜的结构强度有更好，加工性能也更好。用于电池领域，能够改善电池的安全性能和电化学性能。上述涂覆隔膜材料粘性好，而且为溶液状，且粘度控制在100~1000MPa·s之间，粘度更合适，有一定的流动性，便于涂覆，能够应用于各种基材的隔膜，且厚度控制更加灵活，完全能够满足便携式产品的要求。LCP和粘结剂的重量和占原料总重量的占比也直接影响隔膜的收缩性能，经测试，上述占比性能更好。本专利技术进一步设置为：所述助剂为氯化钙或氯化锂一种或多种。重量份优选为2-5份。经测试，氯化钙和氯化锂对LCP有很好的助溶作用，能够加快LCP的溶解速度，有利于提高生产效率；且后续容易去除，不会对隔膜的性能造成明显影响。本专利技术进一步设置为：粘结剂为偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物以及偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。通过采用上述技术方案，聚偏氟乙烯共聚物具有很好的粘结性能，而且用于电池领域，聚偏氟乙烯共聚物也能使极片能与隔膜更好的粘接，同时更好的保持电池的性能。本专利技术进一步设置为：溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或多种。上述溶剂应用于本专利技术不仅能溶解LCP和聚偏氟乙烯，而且便于涂覆后容易清除，可单一使用或混合使用，对涂覆后的性能无坏的影响。本专利技术的目的二是提供涂覆隔膜材料的制备方法，制备方法简单，易于批量化生产，制得隔膜材料性能优良。本专利技术的目的二是通过以下技术方案得以实现的：上述方案中所述的涂覆隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将LCP和助剂加入溶剂中搅拌至完全溶解；步骤二、向步骤一得到的溶液中加入粘结剂，真空下搅拌至完全溶解；静置，除去气泡。通过采用上述技术方案，LCP和助剂先溶解，利于加快溶解速度，提高溶解效果；步骤二中真空下搅拌能够减少空气环境对涂覆隔膜材料的影响，得到的涂覆隔膜材料性能更好。本专利技术进一步设置为：步骤一中溶解温度为60~90℃。经测试，LCP在60~90℃时溶解速度最快，利于提高溶解效率，进而提高生产效率，同时也不会产生副反应，综合成本更低。本专利技术进一步设置为：步骤二搅拌过程中气压为-0.08~-0.1Mpa。经测试，在上述气压条件下能够达到很好的溶解效果，并不受空气影响。本专利技术的目的三是提供一种电池隔膜，隔膜耐高温，明显改善了隔膜的热收缩性能，而且透气效果良好，结构强度增加，而且隔膜厚度控制更加灵活。本专利技术的目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种电池隔膜，其特征是，包括上述方案中所述的涂覆隔膜材料的制备方法制得的涂覆隔膜材料和基材，涂覆隔膜材料涂覆在基材上；涂覆方式为喷涂、微凹涂覆、浸涂或挤压涂。上述方案制得的隔膜耐高温，明显改善了隔膜的热收缩性能，而且透气效果良好，结构强度增加。本专利技术的目的四是提供一种电池，隔膜耐高温，明显改善了隔膜的热收缩性能，而且透气效果良好，结构强度增加，电池的安全性能和电化学性能都得到了明显改善，而且隔膜厚度控制更加灵活。本专利技术的目的四是通过以下技术方案得以实现的：一种电池，包括正极、负极和电池隔膜，电池隔膜为上述方案中所述的电池隔膜。通过采用上述技术方案，隔膜耐高温，明显改善了隔膜的热收缩性能，而且透气效果良好，结构强度增加，电池的安全性能和电化学性能都得到了明显改善。综上所述，本专利技术的有益技术效果至少包含以下一项：1.LCP应用于本专利技术，能够大大提高隔膜的耐高温性能，助剂主要用于提高LCP的溶解性能，提高材料的涂覆性能；粘结剂能够保证隔膜的粘结性能，使隔膜能够更好的与其他材料结合，发挥更好的作用。通过采用上述配比，能够更好的保证隔膜材料的耐热性能，明显改善隔膜的热收缩性能，隔膜的结构强度有更好。用于电池领域，能够改善电池的安全性能和电化学性能。涂覆隔膜材料粘性好，而且为溶液状，且粘度控制在100~1000MPa·s之间，能够应用于各种基材的隔膜，且厚度控制更加灵活，完全能够满足便携式产品的要求。2.氯化钙和氯化锂对LCP有很好的助溶作用，能够加快LCP的溶解速度，有利于提高生产效率。聚偏氟乙烯共聚物具有很好的粘结性能，而且用于电池领域，聚偏氟乙烯共聚物也能使极片能与隔膜更好的粘接，同时更好的保持电池的性能。本专利技术选用的溶剂应用于本专利技术不仅能溶解LCP和聚偏氟乙烯，而且便于涂覆后容易清除，可单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆隔膜材料，其特征是，隔膜材料为溶液，原料包含以下重量份的组分：/nLCP 4-10份/n助剂 0-5份/n粘结剂 0-8份/n溶剂 75-96份/n其中，溶液的粘度在100~1000MPa.s之间；LCP和粘结剂的重量和占原料总重量的5%-12%。/n

【技术特征摘要】
1.一种涂覆隔膜材料，其特征是，隔膜材料为溶液，原料包含以下重量份的组分：
LCP4-10份
助剂0-5份
粘结剂0-8份
溶剂75-96份
其中，溶液的粘度在100~1000MPa.s之间；LCP和粘结剂的重量和占原料总重量的5%-12%。


2.根据权利要求1所述的涂覆隔膜材料，其特征是，所述助剂为氯化钙或氯化锂一种或多种。


3.根据权利要求1所述的涂覆隔膜材料，其特征是，粘结剂为偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物以及偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的涂覆隔膜材料，其特征是，溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或多种。


5.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桥，陈志明，
申请(专利权)人：深圳市劢全新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44