一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法技术

该发明专利技术涉及锂电池技术领域，具体关于一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法；该发明专利技术的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法采用PVDF树脂乳液作原料，不需要再配置乳液，生产过程环境友好、安全性高，生产成本低，有利于工业化推广。有利于工业化推广。有利于工业化推广。

【技术实现步骤摘要】
一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法


[0001]该专利技术涉及锂电池
，尤其是一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法。

技术介绍

[0002]隔膜产品的性能受基体材料和制作工艺共同影响。隔膜的稳定性、一致性、安全性对于锂电池的放电倍率、能量密度、循环寿命、安全性有着决定性影响。相比于干法隔膜，湿法隔膜在厚度均匀性、力学性能(拉伸强度、抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(润湿性、化学稳定性、安全性)等材料性质方面均更为优良，有利于电解液的吸液保液并改善电池的充放电及循环能力，适合做高容量电池。从产品力的角度来说湿法隔膜综合性能强于干法隔膜。
[0003]CN201810671038.X公开了一种PVDF涂覆的锂电隔膜及其制备方法，本专利技术的锂电隔膜包括基膜和涂覆于基膜单侧或双侧的PVDF涂层，且隔膜由基膜经PVDF分散浆料涂布、烘干后制得，且涂层厚度为1～2μm，涂层中PVDF颗粒的排列呈团聚态。本专利技术的锂电隔膜表面的PVDF涂覆层中PVDF颗粒是以团聚态排列，所制备的锂电隔膜制备成锂电电池使用后其透气性能变化较小，对锂离子电池隔膜的孔隙结构不会造成影响，从而提高了隔膜的浸润性。
[0004]CN102610773A公开了一种聚合物锂离子电池及其隔膜，相对于现有技术，该专利技术中的无机物涂层使隔膜保持较高的热稳定性能和机械性能，有利于锂离子电池具有具备良好的安全性能；有机物涂层具有良好的吸液溶胀能力，界面具有良好的稳定性，制作出的锂离子电池具有优良的机械性能；有机物涂层的分布特性为极片充放电以及循环过程中的膨胀提供了空间，很好的解决了聚合物锂离子电池的变形问题。
[0005]现有技术存在以下技术问题：
[0006]湿法隔膜同样存在缺点，除因受限于基体材料导致热稳定性较差外多为非产品因素，如需要大量的溶剂，易造成环境污染；与干法工艺相比设备复杂、投资较大、周期长、成本高、能耗大、生产难度大、生产效率较低等。

技术实现思路

[0007]该专利技术公开了一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，属于锂电池
本专利技术采用PVDF树脂乳液作原料，不需要再配置乳液，生产过程环境友好、安全性高，生产成本低，有利于工业化推广。
[0008]一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0009]采用常规质地的隔膜本体并在隔膜本体双面的表面涂布VDF聚合物锂电池隔膜涂布液，涂布速率为5
‑
100m/min，经过30
‑
100℃烘箱烘干，得到锂电池隔膜。
[0010]进一步的，所述隔膜本体的材质选自聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯/聚丙烯复
合薄膜中的一种；
[0011]进一步的，所述所述隔膜本体的厚度范围在10
‑
100μm，孔隙率范围为30
‑
80％；
[0012]进一步的，所述锂电池隔膜VDF聚合物涂布液配制方法为：
[0013](1)VDF聚合物树脂的脱氟处理：将按重量份，100
‑
120份VDF聚合物乳液加入到30
‑
50份的氢氧化钾溶液中，通入氮气，于60
‑
77℃加热搅拌3
‑
5h，得到分子链上有碳碳双键的VDF聚合物乳液；
[0014](2)按重量份，在反应器中加入100
‑
140份碳碳双键的VDF聚合物乳液、10
‑
20份硫醇基化合物，0.5
‑
5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.003
‑
0.05份丙烯酸锂，0.5
‑
1.5份光引发剂，混合均匀，在60
‑
70℃熟化10
‑
20h，得到VDF聚合物锂电池隔膜涂布液。
[0015](3)将VDF聚合物锂电池隔膜涂布液涂覆在基膜表面时，首先使用热风机吹扫涂层表面，使得涂层表面升温，当涂层中水分挥发完全后，进行辐照接枝反应，得到VDF聚合物锂电池隔膜；
[0016]进一步的，所述VDF聚合物乳液选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯
‑
六氟丙烯、偏氟乙烯
‑
三氟乙烯、偏氟乙烯
‑
四氟乙烯、偏氟乙烯
‑
三氟氯乙烯共聚物乳液中的至少一种；
[0017]进一步的，所述氢氧化钾溶液浓度为20
‑
40％；
[0018]进一步的，所述搅拌为磁力搅拌，转速为120
‑
180r/min；
[0019]进一步的，所述硫醇基化合物，其通式为：
[0020][0021]其中R1、R2独立选自C1
‑
C10亚烷基，A选自
‑
S
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
中的一种，M为0
‑
8，N为1
‑
12；
[0022]进一步的，所述硫醇基化合物选自：HS
‑
CH2CH(CH3)
‑
S
‑
CH(CH3)CH2‑
SH、HS
‑
CH(CH3)CH2‑
S
‑
CH2‑
CH(CH3)
‑
SH、HS
‑
CH2‑
CH2‑
S
‑
CH2‑
CH2‑
SH、HS
‑
CH2‑
S
‑
CH2‑
SH、HS(CH2CH2NH)5(CH2)5SH、HS(CH2CH2O)5(CH2)5SH中的一种或任意组合；
[0023]进一步的，所述硫醇基化合物选自：硫代二甘硫醇、乙二硫醇、1,10
‑
癸二硫醇；
[0024]进一步的，所述光引发剂包括但不限于：2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮或2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦；
[0025]进一步的，所述表面辐照为紫外辐照、低温等离子体或高能射线辐照；
[0026]进一步的，所述辐照接枝采用的辐照源是低压汞灯；
[0027]进一步的，所述辐照功率汞灯为100
‑
1000W；
[0028]进一步的，所述辐照距离为5
‑
20cm，辐照时间为15
‑
30分钟。
[0029]反应机理为：
[0030]选择了具有不同程度亲水性和疏水性的单体，将VDF聚合物脱氟化氢，得到分子链上有碳碳双键的VDF聚合物，碳碳双键的VDF聚合物乳液、硫醇基化合物，乙烯基三丁酮肟基硅烷，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其操作步骤为：采用常规质地的隔膜本体并在隔膜本体双面的表面涂布VDF聚合物锂电池隔膜涂布液，涂布速率为5
‑
100m/min，经过30
‑
100℃烘箱烘干，得到锂电池隔膜。2.根据权利要求1所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述隔膜本体的材质选自聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯/聚丙烯复合薄膜中的一种。3.根据权利要求1所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述所述隔膜本体的厚度范围在10
‑
100μm，孔隙率范围为30
‑
80％。4.根据权利要求1所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述锂电池隔膜VDF聚合物涂布液配制方法为：(1)VDF聚合物树脂的脱氟处理：将按重量份，100
‑
120份VDF聚合物乳液加入到30
‑
50份的氢氧化钾溶液中，通入氮气，于60
‑
77℃加热搅拌3
‑
5h，得到分子链上有碳碳双键的VDF聚合物乳液；(2)按重量份，在反应器中加入100
‑
140份碳碳双键的VDF聚合物乳液、10
‑
20份硫醇基化合物，0.5
‑
5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.003
‑
0.05份丙烯酸锂，0.5
‑
1.5份光引发剂，混合均匀，在60
‑
70℃熟化10
‑
20h，得到VDF聚合物锂电池隔膜涂布液。(3)将VDF聚合物锂电池隔膜涂布液涂覆在基膜表面时，首先使用热风机吹扫涂层表面，使得涂层表面升温，当涂层中水分挥发完全后，进行辐照接枝反应，得到VDF聚合物锂电池隔膜。5.根据权利要求4所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述VDF聚合物乳液选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯
‑
六氟丙烯、偏氟乙烯
‑
三氟乙烯、偏氟乙烯
‑
四氟乙烯、偏氟乙烯
‑
三氟氯乙烯共聚物乳液中的至少一种。6.根据权利要求4所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述氢氧化钾溶液浓度为20
‑
40％。7.根据权利要求4所述的一种采用VDF聚合物水性涂布液的锂电池隔膜制备方法，其特征在于：所述搅拌为磁力搅拌，转速为120
‑
180r/min。8.根据权利要求4所述的一种采用VDF聚合物水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆文，余国军，陈伟峰，余考明，王京辉，黄军，路迪，
申请(专利权)人：浙江巨化股份有限公司氟聚厂，
类型：发明
国别省市：