粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法，包括：基膜和粘结层，粘结层设置在基膜的至少一个表面上，粘结层包括若干镂空结构，每个镂空结构均固定于基膜的表面上，镂空结构由凸起部围合而成，且凸起部围合后的内部为镂空部。本发明专利技术的粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法，保持了陶瓷涂覆隔膜的热收缩性能，通过较低的胶含量满足了隔膜与极片之间的粘接强度，还保持了隔膜良好的透气性能，提高了电池的综合性能。合性能。合性能。

【技术实现步骤摘要】
粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜和电解质。作为关键组件，隔膜能够防止锂离子电池正、负极短路，提供运输离子的通道，在失控条件下可通过闭孔阻隔锂离子传递，防止发生事故。因此通过改进隔膜的性能来提高锂离子电池的安全性、使用性、工艺性的研究受到越来越多的关注。
[0003]在制造可再充电锂电池的情况下，若电极与隔膜未适当结合，则电池在充电及放电期间，正电极和负电极会反复收缩及膨胀，这可导致电池变形以及由电池反应的不均匀反应导致锂电池内部温度急剧升高，温度在短时间内升高到400℃到500℃，进而引起锂电池发生短路，造成锂电池的损毁。
[0004]针对传统隔膜的缺陷，研究者们在现有聚烯烃隔膜的表面涂布无机氧化物Al2O3等提升隔膜耐高温性能，然而，此类隔膜与正负极片粘接力不强，在循环过程中，隔膜与正负极易产生分离，从而导致电池性能下降。
[0005]因此，急需研发一种复合隔膜能够保持现有隔膜的热收缩性能、能够满足隔膜和极片之间的粘结强度并且能够改善隔膜透气性能的隔膜。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：解决现有技术中现有的隔膜的综合性能不佳的技术问题。本专利技术提供一种粘结性与透气性俱佳的隔膜及其制备方法，该隔膜保持了陶瓷涂覆隔膜的热收缩性能，通过较低的胶含量满足了隔膜与极片之间的粘接强度，还保持了隔膜良好的透气性能，提高了电池的综合性能。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种粘结性与透气性俱佳的隔膜，包括：基膜和粘结层，所述粘结层设置在所述基膜的至少一个表面上，所述粘结层包括若干镂空结构，每个镂空结构均固定于所述基膜的表面上，所述的镂空结构由凸起部围合而成，且所述凸起部围合后的内部为镂空部。凸起部提供隔膜和正负极片之间的粘接力。
[0008]为了进一步提高粘结力，以基膜的表面为水平面，所述凸起部的纵向截面为山脊状层叠结构。
[0009]具体地，所述凸起部围合后，沿其内壁和外壁之间的竖直剖面为山脊状层叠结构。
[0010]优选地，所述凸起部包括：一级颗粒和二级颗粒，所述一级颗粒为PVDF颗粒，所述二级颗粒由所述一级颗粒堆积而成的球状颗粒，所述二级颗粒堆积形成所述山脊状层叠结构；所述一级颗粒的粒径为50
‑
500nm，所述一级颗粒堆积成的二级颗粒的粒径为0.5
‑
20μm。
[0011]所述山脊状层叠结构由二级颗粒堆积而成，其粒径为0.5
‑
20μm，优选2
‑
10μm。二级颗粒在此区间，有利于颗粒堆积高度，颗粒之间的空隙较大，有利于降低热压后的隔膜厚
度，并保持隔膜透气性；若二级颗粒太小，其颗粒之间的空隙较小、堆积紧密，从而堵塞隔膜孔洞，电解液难以浸润，并且难以压缩变形，难以降低热压后的隔膜厚度；二级颗粒太大，制备困难，容易破碎，在分散体系中易沉降。
[0012]二级颗粒由50
‑
500nm的一级颗粒堆积而成，优选150
‑
300nm。在此区间内，一级颗粒稳定、容易实现。直径较小的一级颗粒需要在合成时加入大量乳化剂，增加成本，直径较大的颗粒不稳定，容易沉降。
[0013]为了更好地增加本申请隔膜的热收缩性，本申请的粘结性与透气性俱佳的隔膜，还包括：无机粒子层，所述无机粒子层设置在基膜上，所述无机粒子层位于粘结层和基膜之间。
[0014]优选地，所述镂空部为椭圆形，若干椭圆形的长轴均值范围在50
‑
1000μm之间，优选400
‑
600μm，长轴均值此区间，可以提高山脊状层叠结构的高度一致性，从而保障隔膜与极片的粘接强度，提高电池整体稳定性。
[0015]优选地，所述凸起部的高度的范围为2
‑
15μm，优选5
‑
10μm，二级颗粒堆积层数在3
‑
5层，凸起部高度在此区间，可以保障隔膜与极片的粘接强度，从而提高电池整体稳定性。
[0016]优选地，所述粘结层的负载量为0.2
‑
4g/m2。
[0017]本申请还提供一种粘结性与透气性俱佳的隔膜的制备方法，包括以下步骤：S1、通过乳液聚合制备PVDF一级颗粒，所述一级颗粒粒径D50为50
‑
500nm，并将所述一级颗粒聚合为二级颗粒，所述二级颗粒粒径D50为0.5
‑
20μm；S2、将所述二级颗粒、粘结剂、去离子水按照预设重量比例混合，搅拌形成均匀的粘结浆料；S3、使用旋转喷头将所述粘结浆料单面喷涂在基膜上，所述旋转喷头的喷涂流量为50
‑
500ml/min，所述旋转喷头的转速为1000
‑
20000rpm；S4、将涂覆后的隔膜在60
‑
80℃的温度进行充分干燥，涂覆的粘结浆料经干燥后形成粘结层，干燥后制得所述隔膜。
[0018]优选地，所述粘结浆料固含量为10
‑
30%，所述粘结剂占所述二级颗粒的1
‑
20%。
[0019]为了进一步增加粘结浆料的粘结性能，在步骤S2中，还加入PMMA微球，所述PMMA微球的粒径为1
‑
15μm，经搅拌形成均匀的粘结浆料。
[0020]优选地，将所述隔膜上设有粘结层的端面和极片贴合后进行热压，粘结层上的部分凸起部经热压后，从基膜上转移至极片上，转移到极片上的凸起部的面积占极片面积的1
‑
20%。
[0021]本申请的粘结性与透气性俱佳的隔膜的制备方法，限定一级颗粒PVDF的粒子粒径，并通过喷雾造粒制备二级颗粒，并通过相应的比例配制浆料，控制喷涂的转速和喷流量，使得喷出的浆料在基膜上能够形成镂空结构，由于二级颗粒之间以及二级颗粒内部留有间隙，在热压后，能够有效降低隔膜的厚度并能够保证隔膜的浸润性。
[0022]本申请粘结性与透气性俱佳的隔膜，在热压后，通过凸起部提供隔膜和极片的粘结力，保证粘接效果的同时，由于其内部是镂空结构，有效地保证了隔膜的透气性能。
[0023]而且，通过本申请的喷涂方法，使得喷涂的凸起部大多围合成椭圆形，且凸起部之间交叉重叠范围小，保证了凸起部之间的均一性，进而保证了粘接的稳定性。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]图1是本专利技术的粘结性与透气性俱佳的隔膜的示意图；图2是本专利技术的粘结性与透气性俱佳的隔膜的纵向截面图。
[0026]附图标记：10、基膜；20、镂空结构；21、凸起部；22、镂空部；211、一级颗粒；212、二级颗粒。
具体实施方式
[0027]现在结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，包括：基膜（10）；粘结层，所述粘结层设置在所述基膜（10）的至少一个表面上，所述粘结层包括若干镂空结构（20），每个镂空结构（20）均固定于所述基膜（10）的表面上，所述的镂空结构（20）由凸起部（21）围合而成，且所述凸起部（21）围合后的内部为镂空部（22）。2.如权利要求1所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，以基膜（10）的表面为水平面，所述凸起部（21）的纵向截面为山脊状层叠结构。3.如权利要求2所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，所述凸起部（21）包括：一级颗粒（211），所述一级颗粒（211）为PVDF颗粒；二级颗粒（212），所述二级颗粒（212）由所述一级颗粒（211）堆积而成的球状颗粒，所述二级颗粒（212）堆积形成所述山脊状层叠结构。4.如权利要求3所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，所述一级颗粒（211）的粒径为50
‑
500nm，所述一级颗粒（211）堆积成的二级颗粒（212）的粒径为0.5
‑
20μm。5.如权利要求1所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，还包括：无机粒子层，所述无机粒子层设置在基膜（10）上，所述无机粒子层位于粘结层和基膜（10）之间。6.如权利要求1所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，所述镂空部（22）为椭圆形，若干椭圆形的长轴均值范围在50μm
‑
1000μm之间。7.如权利要求1所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，所述凸起部（21）的高度的范围为2
‑
15μm。8.如权利要求1所述的粘结性与透气性俱佳的隔膜，其特征在于，所述粘结层的负载量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦性强，王晓明，孙东岳，张磊，徐强，
申请(专利权)人：东莞市卓高电子科技有限公司深圳市新嘉拓自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：