PVDF混涂浆料及其制备方法和隔膜与流程

本发明属于电池隔膜
技术领域：
，具体来说涉及一种pvdf混涂浆料及其制备方法和隔膜。
背景技术：
：隔膜是动力电池结构中最关键的内层组件之一，其主要功能是分隔电池中的正负极板，防止正负极板直接接触产生短路。同时，由于隔膜具有大量贯通微孔，电池中的正负离子可以在微孔中自由通过，在正负极板之间迁移形成电池内部导电回路，而电子则通过外部回路在正负电极之间迁移形成电流，供用电设备利用。因此，隔膜的性能不仅决定了电池的界面结构、内阻等，还直接影响到电池的容量、循环以及安全性能等特性，而性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。pvdf涂层隔膜在电池应用中，主要是凝胶电解质原理，以及粘结隔膜与极片的作用，增加电芯的硬度。常用的浆料是水系pvdf浆料,但是水系pvdf浆料涂覆的涂层和电池极片间的粘结力不是十分理想。对比文件cn108841026a虽然向pvdf里混掺一些pmma，有利于粘结力的提升，但是微观形貌下的涂覆不均匀说明添加物质的性能没有很好地发挥。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pvdf混涂浆料的制备方法。本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的pvdf混涂浆料。本发明的另一目的是提供一种基于上述pvdf混涂浆料的隔膜。本发明的另一目的是提供上述隔膜的制备方法。本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种pvdf混涂浆料的制备方法，包括：向12～18质量份数的分散介质中加入0.1～0.2质量份数的分散剂、1～3质量份数的pvdf并均匀分散，砂磨，再加入0.5～3质量份数的增稠剂、0.5～1质量份数的粘结剂、1质量份数的造孔剂和1～2质量份数的包覆乳液，搅拌均匀后得到所述pvdf混涂浆料，其中，所述分散介质为去离子水，所述分散剂为改性聚醚聚合物、脂肪醇类、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠、烷基酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基酚基醚或聚丙烯酸钠，所述增稠剂为pva(聚乙烯醇)、peg(聚乙二醇)、pvp(聚乙烯吡咯烷酮)或cmc(羧甲基纤维素钠)，所述粘结剂为聚丙烯酸甲酯、sbr(丁苯橡胶)或黄原胶，所述造孔剂为乙醇、乙醚、丙醇、异丙醇或丙酮，所述包覆乳液为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、α-氰代丙烯酸酯和丁苯橡胶中的至少一种。在上述技术方案中，所述砂磨的速度为500～1000rpm，时间为10～30min。上述制备方法获得的pvdf混涂浆料。一种基于所述pvdf混涂浆料的隔膜，包括：基膜、覆盖在所述基膜一面上的氧化铝涂层以及覆盖在所述氧化铝涂层上的pvdf混涂浆料涂层。在上述技术方案中，所述氧化铝涂层的厚度为2～4um。在上述技术方案中，所述pvdf混涂浆料涂层的厚度为1～5um。在上述技术方案中，所述基膜为pp膜、pe膜或复合膜，所述复合膜为pp和pe的复合膜。上述隔膜的制备方法，包括：在所述基膜上涂覆一层氧化铝，干燥后形成所述氧化铝涂层，再涂覆所述pvdf混涂浆料，60～90℃保持0.3～0.5min后形成所述pvdf混涂浆料涂层。在上述技术方案中，涂覆所述pvdf混涂浆料的方法为旋转喷涂，所述旋转喷涂的涂布速度为40～50m/min，转子速度为6000～8000rpm/min。在上述技术方案中，涂覆所述氧化铝的方法为微凹版辊涂。在上述技术方案中，所述干燥的温度为35～85℃，时间为0.1～3.0min。上述pvdf混涂浆料在提高隔膜粘接力中的应用。上述pvdf混涂浆料在提高电池容量保持率中的应用。本发明以pvdf团聚体的颗粒为载体，进行乳液添加，进行二次喷涂造粒。最终pvdf团聚体的表面被具有更强粘结性的物质进行点缀或包裹。本发明的隔膜可以提高喷涂的单点高度和粘结力，粘结力的进一步提升能满足更多客户对电池的设计需求。具体优势在于：(1)在锂离子电池的装配工艺中提供更高的粘结力，提高电芯强度。(2)组装电池后，会因为隔膜与电池极片间的粘结力从而改善界面，进一步提高锂离子电池的循环性能。附图说明图1为本发明的实施例1所得隔膜的sem。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。下述实施例中所涉及仪器的型号如下：厚度-马尔测厚仪-c1216；透气-透气度测试仪-4340；针刺-岛津针刺仪-ags-x；岛津智能电子拉力试验机-ags-x实施例1一种pvdf混涂浆料(单点包覆喷涂浆料)的制备方法，包括：向17.7kg的去离子水中加入0.2kg的分散剂、3kg的pvdf并搅拌2h至均匀分散，砂磨(1000rpm,15min)，再加入2.8kg的增稠剂、1kg的粘结剂、1kg的造孔剂和2kg的包覆乳液，搅拌均匀(40rpm,15min)后得到pvdf混涂浆料，其中，分散剂为烷基酚聚乙烯醚，增稠剂为cmc，粘结剂为sbr，造孔剂为乙醇，包覆乳液为聚丙烯酸乙酯。一种基于pvdf混涂浆料的隔膜，包括：基膜、覆盖在基膜一面上的氧化铝涂层以及覆盖在氧化铝涂层上的pvdf混涂浆料涂层，氧化铝涂层的厚度为2um，pvdf混涂浆料涂层的厚度为2um，基膜为pe基膜。隔膜的制备方法，包括：在基膜上涂覆一层氧化铝，干燥(75℃，2min)后形成氧化铝涂层，再涂覆pvdf混涂浆料，90℃保持0.5min后形成pvdf混涂浆料涂层。其中，涂覆pvdf混涂浆料的方法为旋转喷涂，旋转喷涂的涂布速度为50m/min，转子速度为8000rpm/min。涂覆氧化铝的方法为微凹版辊涂。实施例1所得隔膜的性能如表1所示。表1由表1可知该隔膜具有良好的厚度可控性，透气合理性以及耐热性(收缩率)，可满足锂离子电池的使用要求。实施例2一种pvdf混涂浆料的制备方法，包括：向13kg的去离子水中加入0.1kg的分散剂、1kg的pvdf并搅拌2h至均匀分散，砂磨(500rpm,20min)，再加入2kg的增稠剂、0.6kg的粘结剂、1kg的造孔剂和1kg的包覆乳液，搅拌均匀(40rpm,15min)后得到pvdf混涂浆料，其中，分散剂为聚氧乙烯烷基酚基醚，增稠剂为pvp，粘结剂为sbr，造孔剂丙酮，包覆乳液为丁苯橡胶。一种基于pvdf混涂浆料的隔膜，包括：基膜、覆盖在基膜一面上的氧化铝涂层以及覆盖在氧化铝涂层上的pvdf混涂浆料涂层，氧化铝涂层的厚度为2um，pvdf混涂浆料涂层的厚度为2um，基膜为pe基膜。隔膜的制备方法，包括：在基膜上涂覆一层氧化铝，干燥(70℃，1.5min)后形成氧化铝涂层，再涂覆pvdf混涂浆料，60℃保持0.4min后形成pvdf混涂浆料涂层。其中，涂覆pvdf混涂浆料的方法为旋转喷涂，旋转喷涂的涂布速度为45m/min，转子速度为7000rpm/min。涂覆氧化铝的方法为微凹版辊涂。实施例2所得隔膜的性能如表2所示。表2隔膜的厚度um15.9透气度s/100ml175.6面密度g/m210.8拉伸强度mdkgf/cm21776.6拉伸强度tdkgf/cm21508.1针刺强度n6.2105*1h收缩率％md/td0.6/0.2实施例3一种pvdf混涂浆料的制备方法，包括：向12kg的去离子水中加入0.2kg的分散剂、1kg的pvdf并搅拌2h至均匀分散，砂磨(800rpm,18min)，再加入0.8kg的增稠剂、0.5kg的粘结剂、1kg的造孔剂和1.5kg的包覆乳液，搅拌均匀(40rpm,20min)后得到pvdf混涂浆料，其中，分散剂为聚丙烯酸钠，增稠剂为peg，粘结剂为黄原胶，造孔剂为异丙醇，包覆乳液为α-氰代丙烯酸酯。一种基于pvdf混涂浆料的隔膜，包括：基膜、覆盖在基膜一面上的氧化铝涂层以及覆盖在氧化铝涂层上的pvdf混涂浆料涂层，氧化铝涂层的厚度为2um，pvdf混涂浆料涂层的厚度为2um，基膜为pe基膜。隔膜的制备方法，包括：在基膜上涂覆一层氧化铝，干燥(55℃,2.5min)后形成氧化铝涂层，再涂覆pvdf混涂浆料，70℃保持0.3min后形成pvdf混涂浆料涂层。其中，涂覆pvdf混涂浆料的方法为旋转喷涂，旋转喷涂的涂布速度为40m/min，转子速度为6000rpm/min。涂覆氧化铝的方法为微凹版辊涂。实施例3所得隔膜的性能如表3所示。表3隔膜的厚度um15.9透气度s/100ml177.9面密度g/m210.8拉伸强度mdkgf/cm21775.7拉伸强度tdkgf/cm21525.1针刺强度n6.1105*1h收缩率％md/td0.7/0.1图1为本发明的实施例1所得隔膜的sem。从图片中可以看到经过二次造粒后，pvdf团聚体表面被具有更强粘性的物质点缀。对比例1公开号为cn108841026a中实施例1记载的隔膜。对比例2一种混涂浆料的制备方法，包括：向17.7kg的去离子水中加入0.2kg的分散剂、3kg的pvdf并搅拌2h至均匀分散，砂磨(1000rpm,15min)，再加入2.8kg的增稠剂、1kg的粘结剂、1kg的造孔剂，搅拌均匀(40rpm,15min)后得到混涂浆料，其中，分散剂为烷基酚聚乙烯醚，增稠剂为cmc，粘结剂为sbr，造孔剂为乙醇。一种基于混涂浆料的隔膜，包括：基膜、覆盖在基膜一面上的氧化铝涂层以及覆盖在氧化铝涂层上的混涂浆料涂层，氧化铝涂层的厚度为2um，混涂浆料涂层的厚度为2um，基膜为pe基膜。隔膜的制备方法，包括：在基膜上涂覆一层氧化铝，干燥(75℃，2min)后形成氧化铝涂层，再涂覆混涂浆料，90℃保持0.5min后形成pvdf涂层。其中，涂覆混涂浆料的方法为旋转喷涂，旋转喷涂的涂布速度为50m/min，转子速度为8000rpm/min。涂覆氧化铝的方法为微凹版辊涂。对比例2所得隔膜的性能如表4所示。表4隔膜的厚度um15.3透气度s/100ml183.5面密度g/m210.8拉伸强度mdkgf/cm21823.5拉伸强度tdkgf/cm21487.5针刺强度n6.2105*1h收缩率％md/td0.6/0.2由表4可知在相同的喷涂条件下，对比例2得到的涂层的厚度更薄一些，透气度偏大一些，其他特性较为正常。将对比例1、2与实施例1～3所得隔膜分别组装成5000ma软包电池。在相同条件下静置7天后，再将电池拆解，测试隔膜与极片之间的粘结力，并进行比较，测试结果如表5所示。从表5数据中可知，本发明所得隔膜的厚度更厚一些，透气性更好一些，粘结力更胜一筹。表5表6正极材料为磷酸铁锂，负极材料为石墨，电解液的溶剂为ec/dmc/emc＝1:1:1(质量比)，电解液为溶质是六氟磷酸锂的标准电解液，电解液中六氟磷酸锂的浓度为1mol/l，利用卷绕工艺做成方形电池。2.4ah方形电池测试结果如表6所示。数据显示实施例1在经过422次循环后的容量保持率要高于对比例1，表面实施例1具有更优的循环性能。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。当前第1页1 2 3