【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池制备，具体涉及一种原位聚合物隔膜浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、隔膜作为锂离子电池中的重要组成部分，起着隔绝电池正负极、传输锂离子的作用，其性能直接影响到电池的使用安全和循环寿命。传统电池组装工艺是将隔膜与正负极进行对齐后连续卷绕制成电芯，卷绕过程中隔膜张力波动较大，因此需要高精度的纠偏装置，保证电极极片和隔膜的对齐度，使其卷后正负极片和隔膜的上下偏差均小于0.5mm。
2、将电极片与隔膜进行复合，比如在电极表面涂覆隔膜可大大降低电池组装难度。cn113178547b描述了一种无机隔膜复合电极制备方法及其制得的复合电极，然而通过粘结剂以及无机陶瓷粉体制备的隔膜不可避免的存在脆性大、易开裂、加工性能差等问题；cn104396048b描述了一种整合式电极隔膜，通过氟聚合物的水乳液/悬浮液以及无机颗粒的复合浆料涂覆电极，在干燥中产生坚韧、多孔的隔膜涂层，但其内阻较大，不利于组装高能量密度电池；cn105074989b描述了一种基于阴离子聚电解质粒子堆积制备电极-隔膜复合物的方法，但这种基于颗粒堆积形成的隔膜可能存在力学性能较差和孔径控制困难的问题；cn113497221a描述了一种通过非水溶性高分子的良/非良溶剂以及聚乙烯粒子的混合体系制备的隔膜一体型电极，这种方法所制备的隔膜孔结构较大。目前，基于原位隔膜的复合电极仍存在着加工性能差、孔径可调节性范围窄、可设计性差等问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种原位聚合物隔膜浆料及其制
2、为解决其技术问题所采取的技术方案是，提供一种原位聚合物隔膜浆料，包括以下重量份原料：0.3～2份的聚合物粉料、3.6～5.7份的聚合物溶剂、0.01～4份的盐类及0～4.2份的无机陶瓷粉体；
3、其中盐类为氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化锂、碳酸锂、硫酸锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、氯化钾、碳酸钾、硫酸钾、氯化镁、碳酸镁、硫酸镁、磷酸镁、氯化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙和磷酸钙中的至少一种。
4、本专利技术采用上述技术方案的有益效果为：通过选择上述钠盐、锂盐、钾盐、镁盐及钙盐的不同种类以及调整盐类在整个浆料原料中的含量占比，通过盐类的吸湿结晶作用，可实现干燥后的原位聚合物隔膜浆料孔径在25nm～2μm范围内的可调性。
5、优选的，聚合物粉料为聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-co-三氟乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯和聚丙烯腈中的至少一种。
6、本专利技术采用上述技术方案的有益效果为：这一类化合物具有较好的绝缘性、耐热性以及易加工性，可使制备的原位聚合物隔膜具有较好的绝缘性及加工性。
7、更优选的，聚合物粉料为聚偏二氟乙烯。
8、优选的，聚合物溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的至少一种。
9、更优选的，聚合物溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
10、优选的，无机陶瓷粉体为sio2、tio2、al2o3、zro2、li6.5la3zr1.5ta0.5o12、li7la3zr2o12、liti2(po4)3、lige2(po4)3、li6ps5cl、ti2ctx和tinbctx中的至少一种。
11、本专利技术采用上述技术方案的有益效果为：无机陶瓷粉体选择上述化合物可使得制备的原位聚合物隔膜浆料具有较强的化学稳定性以及优异的电绝缘性能，可增强干燥后的原位聚合物隔膜浆料的性能。
12、本专利技术还提供了上述原位聚合物隔膜浆料的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)将聚合物粉料加入聚合物溶剂中，搅拌溶解，得聚合物溶液；
14、(2)将盐类及无机陶瓷粉体溶于聚合物溶液中，搅拌混合，得原位聚合物隔膜浆料。
15、优选的，步骤(1)中搅拌转速为900～1100rpm，搅拌时间为4.5～5.5h。
16、优选的，步骤(2)中搅拌转速为900～1100rpm，搅拌时间为2.5～3.5h。
17、本专利技术还提供了上述原位聚合物隔膜浆料在制备电池中的应用。
18、优选的，原位聚合物隔膜浆料在制备电池中的应用，包括以下步骤：
19、将原位聚合物隔膜浆料涂布于电极极片上，在温度为60～120℃、湿度为1～20％的条件下干燥，得表面覆盖有原位聚合物隔膜的复合电极，以裁片后的复合电极为负极，以锂片为正极，将正负极片对齐组装添加电解液后，完成纽扣电池的制备；表面覆盖有原位聚合物隔膜的复合电极中的原位聚合物隔膜的厚度为5～40μm。
20、优选的，原位聚合物隔膜浆料在制备电池中的应用，包括以下步骤：
21、将原位聚合物隔膜浆料涂布于电极极片上，在温度为60～120℃、湿度为1～20％的条件下干燥，得表面覆盖有原位聚合物隔膜的复合电极，以复合电极为负极，以磷酸铁锂或三元电极为正极，将正负极片叠片组装添加电解液后，完成软包电池的制备；表面覆盖有原位聚合物隔膜的复合电极中的原位聚合物隔膜的厚度为5～40μm。
22、本专利技术采用优选技术方案的有益效果为：基于盐与聚合物在特定温度、湿度下的相分离过程所制备的原位聚合物隔膜，具有良好的柔韧性；与电极极片结合的原位聚合物隔膜的孔径在25nm～2μm范围内可调，适中的孔径(0.05～1μm)可以有效防止正负极的接触，提高电池安全性能以及保证锂离子的均匀快速传导，实现更高的电池能量密度；原位聚合物隔膜对电解液具有优异的润特性；同时，将原位聚合物隔膜浆料涂布于电极上在温度60～120℃及湿度1～20％条件下形成厚度为5～40μm的原位聚合物隔膜，隔膜与电极紧密结合，在软包电池的组装过程中可以有效避免传统叠片技术低效离散的操作过程，仅需通过正负极片交叉叠片即可实现电池的高效制备。
23、更优选的，干燥湿度为1～15％。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、(1)本专利技术制备的原位聚合物隔膜浆料原料易得，制备方法简单、方便且易于操作，适合大规模工业化生产。
26、(2)本专利技术制备的原位聚合物隔膜浆料在电池制备过程中通过盐类类型、质量占比、温度及湿度的调整可实现原位聚合物隔膜厚度、孔径及孔隙率的可调性。
27、(3)本专利技术制备的原位聚合物隔膜浆料干燥后形成的原位聚合物隔膜与电极之间的界面良好，具有优异的热稳定性及润湿特性；同时，原位聚合物隔膜与电极形成的复合电极具有优异的柔韧性及易加工性，可通过简单的正负极叠片过程制备电池，极大提高电池的生产效率。
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1.一种原位聚合物隔膜浆料，其特征在于，包括以下重量份原料：0.3～2份的聚合物粉料、3.6～5.7份的聚合物溶剂、0.01～4份的盐类及0～4.2份的无机陶瓷粉体；
2.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述聚合物粉料为聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-co-三氟乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯和聚丙烯腈中的至少一种。
3.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述聚合物溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的至少一种。
4.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述无机陶瓷粉体为SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12、Li7La3Zr2O12、LiTi2(PO4)3、LiGe2(PO4)3、Li6PS5Cl、Ti2CTx和TiNbCTx中的至少一种。
5.权利要求1～4任一项所述的原位聚合物隔膜浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.
7.如权利要求5所述的原位聚合物隔膜浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中搅拌转速为900～1100rpm，搅拌时间为2.5～3.5h。
8.权利要求1～4任一项所述的原位聚合物隔膜浆料在制备电池中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种原位聚合物隔膜浆料，其特征在于，包括以下重量份原料：0.3～2份的聚合物粉料、3.6～5.7份的聚合物溶剂、0.01～4份的盐类及0～4.2份的无机陶瓷粉体；
2.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述聚合物粉料为聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-co-三氟乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯和聚丙烯腈中的至少一种。
3.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述聚合物溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的至少一种。
4.如权利要求1所述的原位聚合物隔膜浆料，其特征在于：所述无机陶瓷粉体为sio2、tio2、al2o3、zro2、li6.5la3zr1.5ta0.5o12、li7la3...
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