一种高循环倍率隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高循环倍率隔膜及其制备方法，包括以下步骤：步骤1，先将分散剂和纯水一次搅拌共混，再加入氧化铝粉二次搅拌共混得到混合溶液，并在上述二次搅拌共混的过程中同时进行超声，二次搅拌后在所述混合溶液中加入异丙醇、CMC、PMMA和润湿剂并真空振荡搅拌共混，配制成涂布浆料；步骤2，将步骤1得到的涂布浆料涂布于基膜上，得到涂层膜；步骤3，将步骤2得到的涂层膜进行烘干，得到高循环倍率隔膜；本发明专利技术通过引用PMMA来提高隔膜涂层粘结力和电池循环倍率，另外氧化铝和PMMA协同起到了提高隔膜离子电导率的作用。高隔膜离子电导率的作用。高隔膜离子电导率的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种高循环倍率隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池隔膜
，具体来说涉及一种高循环倍率隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着环境问题日益严峻，越来越多新能源项目受到国家和社会关注，其中电动汽车更是颇受青睐，锂离子电池作为电动汽车的动力源其安全性以及续航能力等是科研重点，对于快节奏生活的现代人来说，锂电池的充电使用次数和电池的利用率更是人们关注的重点，而锂电池隔膜扮演者重要角色。
[0003]市场上主流产品有PDVF(喷涂)、陶瓷涂层隔膜及PVDF陶瓷复合隔膜，其中PVDF涂层主要提供界面粘接性、增加电芯硬度，而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，但存在厚度偏厚、透气偏大等问题，隔膜若透气偏大会出现堵孔现象，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。
[0004]基于以上，本专利技术引用一种PMMA俗称有机玻璃来提高隔膜的涂层粘结力和电池循环倍率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种高循环倍率隔膜制备方法
[0006]本专利技术的另一目的是提供上述制备方法获得的高循环倍率隔膜。
[0007]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0008]一种高循环倍率隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，先将分散剂和纯水一次搅拌共混，再加入氧化铝粉二次搅拌共混得到混合溶液，并在上述二次搅拌共混的过程中同时进行超声，二次搅拌后在所述混合溶液中加入异丙醇、CMC、PMMA和润湿剂并真空振荡搅拌共混，配制成涂布浆料；其中，PMMA、氧化铝、纯水、润湿剂、分散剂、异丙醇和CMC的质量份数的比为(5
‑
18)：(20
‑
30)：(51.5
‑
70.9)：(0.03
‑
0.09)：(0.1
‑
0.2)：(3
‑
6)：(2.5
‑
7)。
[0010]步骤2，将步骤1得到的涂布浆料涂布于PE膜上，得到涂层膜。
[0011]步骤3，将步骤2得到的涂层膜进行烘干，得到高循环倍率隔膜。
[0012]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述分散剂为硅酸盐类，可均匀分散难于溶解于液体的无机颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
[0013]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述润湿剂为六偏磷酸钠，主要作用为降低表面张力，增强浆液流动性。
[0014]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述一次搅拌共混的自转转速为2000
‑
3100r/min，公转转速为20
‑
40r/min，搅拌时间为5
‑
45min。
[0015]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述二次搅拌共混的自转转速为2000
‑
3100r/min，公转转速为20
‑
50r/min，搅拌时间为10
‑
30min。
[0016]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述超声，超声频率为20
‑
50KHZ
[0017]在上述技术方案中，所述步骤1中，所述真空振荡搅拌共混自转转速为1000
‑
3000r/min，公转转速为20
‑
40r/min，超声波振荡频率为5
‑
60kHz，搅拌时间为15
‑
30min。
[0018]在上述技术方案中，优选的，在所述步骤1中，所述搅拌共混采用行星搅拌设备。
[0019]在上述技术方案中，所述步骤2中，所述涂布为单面涂布。
[0020]在上述技术方案中，所述步骤2中，所述涂布的速度为30
‑
50m/min。
[0021]在上述技术方案中，所述步骤2中，所述涂布的涂层厚度为2
‑
4μm。
[0022]在上述技术方案中，所述步骤3中，所述烘干为经牵引辊牵引至烘干设备内进行烘干。
[0023]在上述技术方案中，所述步骤3中，所述烘干的温度为50
‑
70℃，烘干的时间为1
‑
5min。
[0024]本专利技术的另一方面，还包括上述制备方法获得的高循环倍率隔膜。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]1.本专利技术所述高循环倍率隔膜表面的氧化铝和PMMA协同起到了提高隔膜离子电导率的作用。其中，PMMA主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯，可以有效提高电池在充放电过程的循环倍率，如图1所示，涂层上圆球状物为PMMA，所述PMMA在电池上不会影响离子的穿梭，另外其粒径大小和粒径分布均匀，使得高循环倍率隔膜的抗拉伸和抗冲击的能力增强、抗造性强(刚性好，可良好抵抗冲击变形、长期使用其特性不会改变)。
[0027]2.所述高循环倍率隔膜的空间稳定性和平整性也得到了提高，受热收缩率更小，极大避免因受热收缩导致短路而引发的电池热失控。而对于采用氧化铝和PVDF的隔膜来说，大量的纳米小圆球胶将氧化铝涂层的空隙完全封堵如图2所示，从而导致离子的穿梭能力减弱。
[0028]3.在厚度方面PMMA和PVDF都有起粘结剂的作用，而PMMA是镶嵌在氧化铝涂层之间的，增加了隔膜涂层的粘结性和降低了涂层厚度；而PVDF+氧化铝则是涂好氧化铝涂层后在进行喷涂，PVDF是粘结在氧化铝涂层之上，同时也增加了涂层厚度所以所述PMMA的这种排列方式既增加了隔膜涂层的粘结性又降低了涂层厚度。
附图说明
[0029]图1为在实施例1得到的隔膜，即为使用氧化铝和PMMA协同作用下的高循环倍率隔膜表面的扫描电镜图。
[0030]图2为在对比例1得到的隔膜，即为使用氧化铝和PVDF协同作用下的隔膜表面的扫描电镜图。
具体实施方式
[0031]实施例1
[0032]一种高循环倍率隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0033]步骤1，所需原料为7质量份数的PMMA(35％固含量)、28质量份数的氧化铝、55.8质
量份数的纯水、0.2质量份数的分散剂、4质量份数的异丙醇、3质量份数的CMC(5％固含量)和0.04质量份数的润湿剂；将分散剂和纯水在行星搅拌设备(具有超声波振荡、真空、高速分散功能)中一次搅拌共混5min，搅拌自转转速为3100r/min，公转转速为20r/min，再将氧化铝粉倒入行星搅拌设备(具有超声波振荡、真空、高速分散功能)中二次搅拌共混10min，得到混合溶液，所述设备的搅拌转速自转转速为3100r/min，公转转速为20r/min；并在上述二次搅拌共混的过程中同时进行超声(频率50KHZ)；二次搅拌后在所述混合溶液中加入异丙醇、CMC、PMMA、润湿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高循环倍率隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，先将分散剂和纯水一次搅拌共混，再加入氧化铝粉二次搅拌共混得到混合溶液，并在上述二次搅拌共混的过程中同时进行超声，二次搅拌后在所述混合溶液中加入异丙醇、CMC、PMMA和润湿剂并真空振荡搅拌共混，配制成涂布浆料；其中，PMMA、氧化铝、纯水、润湿剂、分散剂、异丙醇和CMC的质量份数的比为(5
‑
18)：(20
‑
30)：(51.5
‑
70.9)：(0.03
‑
0.09)：(0.1
‑
0.2)：(3
‑
6)：(2.5
‑
7)；步骤2，将步骤1得到的涂布浆料涂布于PE膜上，得到涂层膜；步骤3，将步骤2得到的涂层膜进行烘干，得到高循环倍率隔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，分散剂为硅酸盐类，润湿剂为六偏磷酸钠。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述一次搅拌共混的自转转速为2000
‑
3100r/min，公转转速为20
‑
40r/min，搅拌时间为5
‑
45min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述二次搅拌共混的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海朝，徐锋，李威，苏碧海，田海龙，王建华，
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：