隔膜涂胶溶剂及其在制备锂电池隔膜中的应用

文档序号:10490906阅读:3124来源:国知局
隔膜涂胶溶剂及其在制备锂电池隔膜中的应用
【专利摘要】隔膜涂胶溶剂及其在制备锂电池隔膜中的应用,该隔膜涂胶溶剂由丙酮和正己烷混合而成,其中丙酮与正己烷的质量份数比为4:6。本发明的混合型溶剂由质量份数比为4:6的丙酮和正己烷混合而成,能够形成稳定的二元共沸物,其与PVDF形成涂胶浆料涂布于隔膜表面上,可显著降低隔膜涂胶过程中的烘干温度,且隔膜涂胶后卷曲度在3mm以内、纵向收缩率均在0.3%以内,大大降低了隔膜受热变形收缩的概率,提高了锂电池的安全性。
【专利说明】
隔膜涂胶溶剂及其在制备裡电池隔膜中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于聚合物裡离子电池技术领域,尤其设及一种可降低隔膜烘干溫度的裡 电池隔膜涂胶溶剂W及该涂胶溶剂在隔膜制备中的应用。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池由于具有高比容量、长循环寿命、无记忆效应的特性,又具有安全、可 靠且能快速充放电等优点,成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜作为其中一种配套 材料,也受到国家鼓励大力发展。目前,全球只有日本、美国等少数几个国家拥有裡离子电 池聚合物隔膜的生产技术,并实现了规模化生产。当前使用的电池隔膜多为聚丙締(PP)和 聚乙締(PE)微孔膜,在高溫下隔膜会发生热收缩,导致正、负极片接触,从而带来局部迅速 放热,存在着巨大的安全隐患。
[0003] 为了克服因隔膜热变形收缩导致正负极片相接触带来的安全问题,目前较为实用 的解决办法是在隔膜表面涂覆一层胶,隔膜涂胶之后在化成工序中会受热烙化,粘接住正、 负极片,由此不仅能减少隔膜受热收缩带来的热变形,还能够减少裡电池内阻,提高容量保 持率。目前大部分厂家采用丙酬作为溶剂,溶解聚偏氣乙締(PVDF)得到涂胶浆料,然后采用 浸涂的方法将浆料涂覆在隔膜表面,再通过热风烘干隔膜表面的有机溶剂,使得PVDF粘在 隔膜表面,至此完成涂覆过程。由于热风干燥会有很大的热量损失,因此隔膜涂布烘干溫度 一般达到85度甚至W上,如此高溫下使得隔膜更容易受热变形收缩,张力改变,使得卷绕过 程中导致隔膜覆盖不良,带来卷忍变形、短路率升高等问题,不仅降低了生产合格率,也为 裡电池安全性埋下了隐患。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种可W降低隔膜烘干溫度的裡电池隔膜浆料溶剂及其 应用,通过降低涂布烘干溫度,克服隔膜受热容易收缩的缺点。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采取如下的技术解决方案:
[0006] 隔膜涂胶溶剂,由丙酬和正己烧混合而成,其中丙酬与正己烧的质量份数比为4: 6。
[0007] 前述隔膜涂胶溶剂在制备裡电池隔膜中的应用,将隔膜涂胶溶剂与聚偏氣乙締在 揽拌机中混合,得到涂胶浆料;
[000引采用涂布机将涂胶浆料涂布在隔膜的表面上,并进行烘干。
[0009] 进一步的,隔膜涂胶溶剂和聚偏氣乙締的质量份数比为98:2。
[0010] 进一步的,涂布机的溫度为64°c。
[0011] 由W上技术方案可知,本发明的含有丙酬和正己烧(m/m = 4:6)的混合溶剂,两种 有机溶剂按照特定比例进行混合形成稳定的二元共沸物混合型溶剂,该混合型溶剂的沸点 均低于该两种有机溶剂的沸点,与PVDF形成的浆料涂布于隔膜表面上后更容易挥发,使得 隔膜涂胶能在更低的溫度烘干,从而降低隔膜受热变形收缩的概率,提高裡电池的安全性。
【具体实施方式】
[0012]为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显,下文特举本发明实施例 做详细说明如下。
[001引由于PVDF为聚合物,只能在少数溶剂中均匀分散,比如N-甲基化咯烧酬(NMP)、二 甲基乙酷胺(DMAc)、二甲基亚讽(DMSO)等溶剂。但运些溶剂的沸点比较高,难W烘干,因此 隔膜涂覆涂胶浆料后,必须提高涂布机烘干溫度才能将隔膜涂胶烘干,而烘干溫度的升高 会使得隔膜产生严重的收缩变形。
[0014] 本发明方法的基本思路是:采用两种溶剂进行混合,使之能够形成稳定的二元共 沸物,W降低溶剂的沸点,从而达到降低隔膜烘烤溫度的目的。
[0015] W上是本发明的核屯、思想,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例的技术方 案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部 的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获 得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0016] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明,但是本发明还可W 采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可W在不违背本发明内涵 的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0017] 本发明的隔膜涂胶溶剂是由丙酬和正己烧混合均匀而成的混合溶剂,其中,丙酬 和正己烧按4:6的质量份数比进行混合。丙酬的沸点为56.5°C,正己烧的沸点为69°C,本发 明将丙酬和正己烧W质量比4:6混合后,能够形成稳定的二元共沸物,得到的混合溶剂的沸 点为49.8°C,低于丙酬的沸点56.5°C,更容易挥发,使得隔膜涂胶能在更低的溫度烘干,从 而降低隔膜受热变形收缩的概率,提高裡电池的安全性。
[0018] 下面W具体实施例对本发明作进一步说明:
[0019]实施例1
[0020] 将丙酬和正己烧按4:6的质量比称取后,加入揽拌机中揽拌,混合均匀后形成混合 溶剂。
[0021] 将该混合溶剂应用于隔膜制备工艺中的涂胶工序的步骤如下:
[0022] 往揽拌机中加入聚偏氣乙締(PVDF),将其与混合溶剂进行混合,PVDF与混合溶剂 的质量份数比为2:98,揽拌3小时,得到涂胶浆料;
[0023] 将涂布机的溫度设置为64°C,采用传统工艺在隔膜的表面上涂覆浆料,烘干后得 到表面粘有PVDF的隔膜。
[0024] 实施例2
[0025] 将丙酬和正己烧按8:2的质量比称取后,加入揽拌机中混合均匀,形成混合溶剂。
[0026] 将该混合溶剂应用于隔膜制备工艺中的涂胶工序的步骤如下:
[0027] 往揽拌机中加入聚偏氣乙締 (PVDF),将其与混合溶剂进行混合,PVDF与混合溶剂 的质量份数比为2:98,揽拌3小时,得到涂胶浆料;
[0028] 将涂布机的溫度设置为64°C,采用传统工艺在隔膜的表面上涂覆浆料,烘干后得 到表面粘有PVDF的隔膜。
[0029] 实施例3
[0030] 将丙酬和正己烧按2:8的质量比称取后,加入揽拌机混合均匀,形成混合溶剂。
[0031] 将该混合溶剂应用于隔膜制备工艺中的涂胶工序的步骤如下:
[0032] 往揽拌机中加入聚偏氣乙締(PVDF),将其与混合溶剂进行混合,PVDF与混合溶剂 的质量份数比为2:98,揽拌3小时,得到涂胶浆料;
[0033] 将涂布机的溫度设置为85 °C,采用传统工艺在隔膜的表面上涂覆浆料,烘干后得 到表面粘有PVDF的隔膜。
[0034] 对比例
[0035] 采用丙酬作为溶剂,使其与PVDF混合,其中,丙酬与PVDF的质量份数比为98:2,丙 酬与PVDF在揽拌机中揽拌3小时,形成涂胶浆料;
[0036] 将涂布机的溫度设置为85 °C,采用常规工艺进行隔膜涂胶,烘干后得到表面粘有 PVDF的隔膜。
[0037] 前述实施例及对比例中的混合、揽拌及涂布工序均为现有技术中的常规工艺,此 处不再寶叙。将前述实施例及对比例得到的隔膜进行卷曲度和纵向收缩率的测试,测试在 常溫常压下进行,测试步骤如下:
[0038] 将已涂布的成卷隔膜用小刀取IOOcm,平铺静置于桌面,IH后用直尺垂直于桌面, 并贴在隔膜横向分切的两边平均取10个点测量卷曲度,取运10个点的平均值即为隔膜的卷 曲度;用直尺测量IH后隔膜的长度,则隔膜的纵向收缩率=(静置前长度-静置后长度)/静 置前长度*100%。
[0039] 测试结果如表1所示,其中实施例3得到隔膜未能完全干燥,涂覆的聚偏氣乙締有 起皮现象,没有进行卷曲度和纵向收缩率的测试。
[0040] 主 1
[0041]
[0042] 由上测巧结呆W知,义用买施例1的混合浴刑形成的涂股浆料对隔膜进行涂覆 后,隔膜的抗卷曲性及纵向收缩率最佳,优于现有技术采用丙酬作为溶剂得到的涂胶浆料 对隔膜进行涂覆的效果。而从实施例2和实施例3的制备得到的隔膜效果来看,如果使用两 种溶剂混合,在不会形成二元共沸物的前提下,混合溶剂不管W哪种配比进行混合,对隔 膜烘干溫度的降低并没有帮助,甚至效果更差,达不到降低隔膜烘烤溫度的目的,反而增加 了一道溶剂混合工序,降低生产效率。
[0043] 本发明的混合型溶剂由质量份数比为4:6的丙酬和正己烧混合而成,能够形成稳 定的二元共沸物,显著降低隔膜涂胶过程中的烘干溫度,由85°C降低至64°C,隔膜涂胶后卷 曲度在3mmW内、纵向收缩率均在0.3% W内,大大降低了隔膜受热变形收缩的概率,提高了 裡电池的安全性,且正己烧毒性低,较为安全,且廉价易得,非常适用于工业生产。
[0044]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对运些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明 将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的 最宽范围。
【主权项】
1. 隔膜涂胶溶剂,其特征在于:由丙酮和正己烷混合而成,其中丙酮与正己烷的质量份 数比为4:6。2. 如权利要求1所述的隔膜涂胶溶剂在制备锂电池隔膜中的应用,其特征在于:将隔膜 涂胶溶剂与聚偏氟乙烯在搅拌机中混合,得到涂胶浆料; 采用涂布机将涂胶浆料涂布在隔膜的表面上,并进行烘干。3. 如权利要求2所述的隔膜涂胶溶剂在制备锂电池隔膜中的应用,其特征在于:隔膜涂 胶溶剂和聚偏氟乙烯的质量份数比为98: 2。4. 如权利要求2或3所述的隔膜涂胶溶剂在制备锂电池隔膜中的应用,其特征在于:涂 布机的温度为64°C。
【文档编号】H01M10/0525GK105845868SQ201610172169
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】徐延铭, 李俊义, 柳思
【申请人】珠海光宇电池有限公司
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