锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料，包括按照重量百分比计算的基料50-65％和水35-50％；其中，所述基料包括按照重量份额计算的高分子乳液增稠剂0.1-5份、水性分散剂0.1-5份、水性润湿剂0.1-5份、水性乳胶1-10份和细菌纤维素80-100份。本发明具有体系稳定、涂布性能好、固含量高的优点。
【专利说明】锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池隔膜，尤其是涉及一种体系稳定、涂布性能好、高固含量的 锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料。
【背景技术】
[0002] 在锂离子电池的中，隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触 而短路，是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响着 电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具 有重要的作用。
[0003]目前，锂离子电池使用的隔膜一般为聚烯烃基多孔膜，由于这种聚烯烃基多孔膜 熔点低于200°C，因此它们存在如下缺陷：当电池温度因内部或外部因素而升高时，这种隔 膜会收缩或熔融，使得隔膜的体积变化。隔膜的收缩或熔融又会引起正极和负极之间的直 接接触，导致电池短路，从而引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。因此，为了保证电池的 使用安全，必须提供一种不会因电池高温而引起热收缩和热熔融的隔膜。
[0004] 为了改善聚烯烃隔膜的热稳定性，增强锂离子电池的安全性能，业界的一个解决 方案是在聚烯烃薄膜的单面或双面附着有机或无机涂层，形成有机/无机复合薄膜。由于 无机活性层具有较高的热稳定性，因此整个复合薄膜的热收缩被大大抑制。
【发明内容】
[0005] 为克服上述缺点，本发明提供一种体系稳定、涂布性能好、高固含量的水性细菌纤 维素浆料。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种锂电池隔膜用的水性细菌纤维素 涂料；包括按照重量百分比计算的基料50-65%和水35-50% ;其中，所述基料包括按照重 量份额计算的高分子乳液增稠剂〇. 1-5份、水性分散剂0. 1-5份、水性润湿剂0. 1-5份、水 性乳胶1-10份和细菌纤维素80-100份。
[0007] 作为一种优选方式，所述基料包括按照重量份额计算的碱溶性高分子乳液增稠剂 0. 5-3份、水性分散剂0. 2-3份、水性润湿剂0. 2-3份、水性乳胶2-8份和细菌纤维素85-100 份。
[0008] 作为一种优选方式，所述高分子乳液增稠剂为聚丙烯酸乳液、聚甲基丙烯酸乳液、 聚乙基丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚甲基丙烯酸酯共聚乳液中的一种或几种的组 合物。
[0009] 作为一种优选方式，所述水性分散剂为聚乙二醇（PEG)、聚丙烯酸钠（PAA-Na)、聚 丙烯酸钾（PAA-K)中的一种或几种的组合物。
[0010] 作为一种优选方式，所述水性润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、月旨 肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合物。
[0011] 作为一种优选方式，所述水性胶黏剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、丁 苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯中的一 种或几种的组合物。胶黏剂优选乳液型胶黏剂，若为水溶解型，则加入胶黏剂后整个高固含 量细菌纤维素浆料体系粘度过大，涂布时浆料流平性能会下降。
[0012] 作为一种优选方式，所述细菌纤维素为木醋杆菌合成的纤维素。
[0013] 本发明的优点和有益效果有：降低了能耗，由于固含量提高，水分含量降低，单位 细菌纤维素涂覆隔膜干燥成本降低10-20% ;提高了效率，由于聚烯烃薄膜本身熔点低，因 此采用水性细菌纤维素浆料进行涂布时烘箱温度不能太高，为保证水分烘干对涂布速度有 限制，而采用高固含量细菌纤维素浆料进行涂布时同样干燥条件下可以运行更高的涂布速 度，提高单位时间涂覆隔膜生产效率。
【具体实施方式】
[0014] 下面对本发明作进一步详细说明。
[0015] 以下结合具体的实施例来对本发明的内容进一步说明，但是本发明的发明保护范 围并不仅仅局限于实施例所描述的内容。
[0016] 实施例1
[0017] -种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组 合物65%和水50%;其中，所述组合物包括按照重量份额计算的聚丙烯酸乳液增稠剂5份、 水性分散剂聚乙二醇5份、水性润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚5份、水性乳胶聚甲基丙烯酸甲酯 10份和D 5tl为4um，木醋杆菌合成的纤维素80份。
[0018] 制备所述的高固含量水性细菌纤维素浆料的方法；包括如下制备步骤：
[0019] (1)、将所述量的去离子水先加入到预搅拌罐中，调节PH值8-9,加入所述量的高 分子乳液增稠剂聚丙烯酸乳液，水性分散剂聚乙二醇，搅拌至溶解完全，得到混合物I ;
[0020] ⑵、往上述混合物I中加入所述量的木醋杆菌合成的纤维素，搅拌30-60分钟后 进行分散，分散在高速分散机中进行，转速30m/min，得到混合物II ;
[0021] (3)、往上述混合物II中加入所述量的水性乳胶聚甲基丙烯酸甲酯、水性润湿剂烷 基酚聚氧乙烯醚，慢速搅拌均匀后，用300目筛网过滤得高固含量水性细菌纤维素浆料；
[0022] 实施例2
[0023] 一种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组 合物55%和水45% ;其中，所述组合物包括按照重量百分比计算的聚甲基丙烯酸乳液增稠 剂3份、水性分散剂聚丙烯酸钠0. 2份、水性润湿剂脂肪醇聚氧乙烯醚0. 2份、水性乳胶聚 甲基丙烯酸丁酯2份和D5tl为0. 8um，木醋杆菌合成的纤维素100份。
[0024] 制备高固含量水性细菌纤维素浆料的方法如同实施例1，有变化的是分散转速为 60m/min〇
[0025] 实施例3
[0026] 一种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组 合物60%和水40% ;其中，所述组合物包括按照重量百分比计算的聚丙烯酸酯共聚乳液增 稠剂〇. 5份、水性分散剂聚丙烯酸钾3份、水性润湿剂脂肪酸聚氧乙烯醚1份、水性乳胶聚 丙烯酸乙酯8份和D5tl为0. 6um，木醋杆菌合成的纤维素85份。
[0027] 制备高固含量水性细菌纤维素浆料的方法如同实施例1，有变化的是分散转速为 40m/min〇
[0028] 实施例4
[0029] 一种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组 合物50%和水35% ;其中，所述组合物包括按照重量百分比计算的聚甲基丙烯酸酯共聚乳 液增稠剂1份、水性分散剂聚丙烯酸钠2份、水性润湿剂脂肪胺聚氧乙烯醚3份、水性乳胶 乙烯-醋酸乙烯共聚物5份和D 5tl为0. 2um，木醋杆菌合成的纤维素90份。
[0030] 制备高固含量水性细菌纤维素浆料的方法如同实施例1，有变化的是分散转速为 50m/min〇
[0031] 实施例5
[0032] 一种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组 合物62%和水38% ;其中，所述组合物包括按照重量百分比计算的聚丙烯酸酯共聚乳液增 稠剂2份、水性分散剂聚丙烯酸钾0. 5份、水性润湿剂脂肪醇聚氧乙烯醚2份、水性乳胶聚 醋酸乙烯酯6份和D5tl为lum，木醋杆菌合成的纤维素95份。
[0033] 制备高固含量水性细菌纤维素浆料的方法如同实施例1，有变化的是分散转速为 55m/min〇
[0034] 对比例
[0035] -种锂离子电池涂料制备方法：包括按照重量百分比计算的组合物50 %和水 50% ;其中，所述组合物包括按照重量百分比计算的纤维素类增稠剂3份、水性分散剂聚丙 烯酸钠〇. 2份、水性润湿剂脂肪醇聚氧乙烯醚0. 2份、水性乳胶聚甲基丙烯酸丁酯2份和D5tl 为0· 8um，三氧化二铝颗粒100份。
[0036] 制备方法如同实施例1，有变化的是分散转速为60m/min。
[0037] 对采用实施例1-5和对比例制备的细菌纤维素浆料进行固含量、粘度、涂布性能、 存储稳定性测试，结果列于表1中，测试结果表明采用碱溶性丙烯酸增稠剂制备的锂离子 电池用水性细菌纤维素浆料不仅固含量高、粘度小，而且涂布性能好，保质期长。
[0038] 表 1
[0039]
【权利要求】
1. 一种锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：包括按照重量百分比计算 的基料50-65%和水35-50% ;其中，所述基料包括按照重量份额计算的高分子乳液增稠 剂0. 1-5份、水性分散剂0. 1-5份、水性润湿剂0. 1-5份、水性乳胶1-10份和细菌纤维素 80-100 份。
2. 根据权利要求1所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述基料包括按照重量 份额计算的碱溶性高分子乳液增稠剂〇. 5-3份、水性分散剂0. 2-3份、水性润湿剂0. 2-3 份、水性乳胶2-8份和细菌纤维素85-100份。
3. 根据权利要求1或2所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述高分子乳液增 稠剂为聚丙烯酸乳液、聚甲基丙烯酸乳液、聚乙基丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚甲 基丙烯酸酯共聚乳液中的一种或几种的组合。
4. 根据权利要求1或2所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述水性分散剂为 聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾中的一种或几种的组合。
5. 根据权利要求1或2所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述水性润湿剂为 烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或 几种的组合。
6. 根据权利要求1或2所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述水性胶黏剂为 聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、丁苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚丙烯酸乙酯、乙 烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合。
7. 根据权利要求1或2所述的水性细菌纤维素涂料，其特征在于：所述细菌纤维素为 木醋杆菌合成的纤维素。
【文档编号】C09D7/12GK104479464SQ201410734522
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】谢传毅, 钟腾英, 颜炳辉, 陈欣汉, 夏洁, 张文俊 申请人:广东梅雁吉祥水电股份有限公司