锂电池隔膜用涂层浆料及其制备方法及含有该浆料的隔膜与流程

文档序号:17850557发布日期:2019-06-11 22:09阅读:302来源:国知局

本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池隔膜用涂层浆料及其制备方法及含有该浆料的隔膜。



背景技术:

锂电池具有高的能量密度和循环寿命,是动力装置和高容量电子产品的首选电池之一。但是,在常温和高温下循环后,锂电池正极溶出的金属离子会进入电解液并穿过锂电池隔膜扩散至锂电池负极,并在石墨负极表面沉积,金属沉积物阻碍了锂离子在石墨中的脱嵌,从而使石墨电极的可逆循环容量发生衰减。

目前,抑制金属离子对锂电池不良影响的主要方法有以下几种:

1)通过包覆无定形纳米材料层来提高正极材料的电化学性能。例如,专利cn201811246578公开了一种氟磷酸钙包覆镍钴锰酸锂正极材料方法,使得材料致密结构发生改变,达到改善被包覆材料的性能和结构,提高了镍钴锰酸锂正极材料的容量保持率,降低循环放电的容量衰减率;专利cn201811135072公开了一种磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法,使磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料复合材料具有优异的循环稳定性;专利cn201811089226公开了一种石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法,在磷酸铁锂表面包覆一层石墨烯,有效防止金属离子的析出,并提供了正极材料的优越的导电性能。

2)通过掺杂纳米材料来提高正极材料的结构稳定性,来提高电化学性能。例如,专利cn201810954002公开了一种高镍三元正极材料及制备方法,其制备方法为将三元前驱体粉末与含锂化合物、碱金属元素(例如na、li)、非金属元素(b、p、si)保温一段时间,使得碱金属元素与非金属元素离子向材料内部均匀扩散,获得共掺杂改性的高镍三元材料。改性的高镍三元材料中ni2+与li+混排度低,层间距增大,结构稳定,且具有优异电化学活性、倍率性能和循环稳定性结构稳定,且具有优异电化学活性、倍率性能和循环稳定性。

3)通过改用具有金属离子吸附功能的电解质来阻止金属离子在负极的沉积。如专利cn201810942662公开了一种高散热性悬浮稳定型胶体电解液的制备方法,对电解液上官能团进行修饰,使得可以络合金属离子,从而保证了电池的循环稳定性。

以上各种方案虽然都能从一定程度上抑制金属离子对锂电池不良影响,但是工艺都比较复杂,成本也比较高昂。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足,而提供一种锂电池隔膜用涂层浆料,具有高效的金属离子螯合能力,该浆料用于锂电池隔膜涂层可以有效吸附电解液中金属离子。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包括可吸附金属离子的粘接剂溶液、无机氧化物、增稠剂和分散剂;所述可吸附金属离子的粘接剂溶液是通过利用紫外光交联剂将金属离子螯合剂在紫外线的作用下接枝到粘接剂的分子链上得到。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述可吸附金属离子的粘接剂溶液、所述无机氧化物、所述增稠剂和所述分散剂的质量比为100:(5~10):(1~10):(0.05~0.1)。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述粘接剂为苯乙烯-丁二烯聚合物、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸-苯乙烯和二甲基硅氧烷中的至少一种。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述金属离子螯合剂为羟乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸和氨基三乙酸中的任意一种。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述紫外光交联剂为二苯甲酮或二苯乙酮。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述无机氧化物为氧化钙、氧化锌、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、二氧化铈、三氧化二铝和勃姆石中的至少一种。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或聚丙烯醇。

作为本发明所述的锂电池隔膜用涂层浆料的一种改进,所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酰胺中的任意一种。

相比于现有技术,本发明的涂层浆料含有可吸附金属离子的粘接剂溶液,其中的金属螯合剂对金属离子具有吸附功能的涂层浆料,可以和溶出的金属离子发生进一步反应,减少溶出的金属离子在负极的沉积,进而降低sei膜的稳定性,保证电池长时间的安全使用。而且本发明还进一步添加无机氧化物,一方面可以增加吸附能力,另一方面可以保证电池隔膜良好的化学稳定性、锂离子透过性,热稳定性和机械强度。

本发明的目的之二在于:提供一种锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,包括以下制备方法:

s1,将粘接剂和去离子水按(1~2):9的质量比进行分散,获得粘接剂水分散液;

s2,将金属离子螯合剂、紫外光交联剂和步骤s1获得的粘接剂水分散液按(0.2~0.8):(0.5~1):100的质量比混合,搅拌均匀获得粘接剂、金属螯合剂、紫外光交联剂的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在保护气的氛围中进行紫外光照射,获得可吸附金属离子的粘接剂溶液;

s4,将无机氧化物和去离子水按1:9的质量比进行分散,调节ph,获得均匀的无机氧化物分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的粘接剂溶液、步骤s4获得的无机氧化物分散液、分散剂和增稠剂按100:(50~100):(1~10):(0.05~0.1)的质量比混合,获得可吸附金属离子的锂离子电池隔膜用涂层浆料。

相比于现有技术,本发明的制备方法和操作条件较为简单,无需投入大量的资金和人力,适用于批量生产。

本发明的目的之三在于:提供一种锂电池隔膜,所述隔膜的至少一表面涂覆有一层厚度为1~5um的锂电池隔膜用涂层浆料。

相比于现有技术,本发明的隔膜上涂覆有具有吸附功能的涂层浆料,可以和溶出的金属离子发生进一步反应,减少溶出的金属离子在负极的沉积,进而降低sei膜的稳定性,保证电池长时间的安全使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式并不限于此。

对比例1

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含聚偏氟乙烯-六氟丙烯、三氧化二铝和羧甲基纤维素钠。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和羧甲基纤维素钠加入到去离子水中,在50℃下搅拌2h,其中,聚偏氟乙烯-六氟丙烯与羧甲基纤维素钠的质量比为95:5,团聚成大颗粒的悬浮分散液;接着加入三氧化二铝颗粒进行搅拌1h,三氧化二铝与聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为50:50,得到无机粒子和粘接剂的混合浆料。

实施例1

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚偏氟乙烯溶液、勃姆石、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:6:5:0.05;其中,可吸附金属离子的聚偏氟乙烯混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚偏氟乙烯的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚偏氟乙烯按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚偏氟乙烯水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚偏氟乙烯水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得聚偏氟乙烯、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚偏氟乙烯溶液;

s4,将勃姆石按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的勃姆石分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚偏氟乙烯溶液、步骤s4获得的勃姆石水分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:60:5:0.05混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例2

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸甲酯溶液、二氧化钛、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:8:4:0.05;其中,可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸甲酯混合溶液是通过利用二苯甲酮将乙二胺四乙酸在紫外线的作用下接枝到聚甲基丙烯酸甲酯的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚甲基丙烯酸甲酯按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚甲基丙烯酸甲酯水分散液;

s2,将金属离子螯合剂乙二胺四乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚甲基丙烯酸甲酯水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚甲基丙烯酸甲酯、乙二胺四乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸甲酯溶液;

s4,将二氧化钛按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化钛分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸甲酯溶液、步骤s4获得的二氧化钛分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:80:4:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例3

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液、二氧化硅、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:9:4:0.05;其中,可吸附金属离子的聚偏氟乙烯-六氟丙烯混合溶液是通过利用二苯甲酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚偏氟乙烯-六氟丙烯按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得偏氟乙烯-六氟丙烯水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的偏氟乙烯-六氟丙烯水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得偏氟乙烯-六氟丙烯、氨基三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液;

s4,将二氧化硅按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化硅分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的偏氟乙烯-六氟丙烯溶液、步骤s4获得的二氧化硅分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:90:4:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例4

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的苯乙烯-丁二烯聚合物溶液、三氧化二铝、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:9:4:0.06;其中,可吸附金属离子的苯乙烯-丁二烯聚合物混合溶液是通过利用二苯甲酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到苯乙烯-丁二烯聚合物的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将苯乙烯-丁二烯聚合物按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得苯乙烯-丁二烯聚合物水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的苯乙烯-丁二烯聚合物水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得苯乙烯-丁二烯聚合物、氨基三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的苯乙烯-丁二烯聚合物溶液;

s4,将三氧化二铝按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的三氧化二铝分散液;

s5,将步骤s3获得可吸附金属离子的苯乙烯-丁二烯聚合物溶液、步骤s4获得三氧化二铝分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:90:4:0.06混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例5

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚丙烯腈、二氧化铈、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:10:5:0.07;其中,可吸附金属离子的聚丙烯腈混合溶液是通过利用二苯乙酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚丙烯腈的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚丙烯腈按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯腈水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯乙酮和步骤s1获得的聚丙烯腈水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯腈、氨基三乙酸、二苯乙酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的聚丙烯腈溶液;

s4,将二氧化铈按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化铈分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚丙烯腈溶液、步骤s4获得的二氧化铈分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:100:5:0.07混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例6

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚丙烯腈、氧化锌、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯醇,四者质量比为100:5:4:0.08;其中,可吸附金属离子的聚丙烯腈混合溶液是通过利用二苯乙酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚丙烯腈的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚丙烯腈按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯腈水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯乙酮和步骤s1获得的聚丙烯腈水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯腈、氨基三乙酸、二苯乙酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的聚丙烯腈溶液;

s4,将氧化锌按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化锌分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚丙烯腈溶液、步骤s4获得的氧化锌分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:50:4:0.08混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例7

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚丙烯酸-苯乙烯和可吸附金属离子的二甲基硅氧烷、氧化镁、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯醇,四者质量比为100:5:4:0.09;其中,可吸附金属离子的聚丙烯酸-苯乙烯混合溶液是通过利用二苯乙酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚丙烯酸-苯乙烯的分子链上得到,可吸附金属离子的二甲基硅氧烷混合溶液是通过利用二苯乙酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到二甲基硅氧烷的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚丙烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷和去离子水按质量比0.5:0.5:9进行分散,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷混合水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯乙酮和步骤s1获得的聚丙烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷混合水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得聚丙烯酸-苯乙烯、二甲基硅氧烷、氨基三乙酸、二苯乙酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的聚丙烯酸-苯乙烯溶液和可吸附金属离子的二甲基硅氧烷溶液;

s4,将氧化镁按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化镁分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚丙烯酸-苯乙烯溶液和可吸附金属离子的二甲基硅氧烷溶液、步骤s4获得的氧化镁分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:50:4:0.09混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例8

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的丁二烯-丙烯腈聚合物、氧化钙、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠,四者质量比为100:5:4:0.1;其中,可吸附金属离子的丁二烯-丙烯腈聚合物混合溶液是通过利用二苯乙酮将氨基三乙酸在紫外线的作用下接枝到丁二烯-丙烯腈聚合物的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将丁二烯-丙烯腈聚合物按质量比1:9分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得丁二烯-丙烯腈聚合物水分散液;

s2,将金属离子螯合剂氨基三乙酸、紫外光交联剂二苯乙酮和步骤s1获得的丁二烯-丙烯腈聚合物水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5~2h,获得丁二烯-丙烯腈聚合物、氨基三乙酸、二苯乙酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5-1h,获得可吸附金属离子的丁二烯-丙烯腈聚合物溶液;

s4,将氧化钙按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化钙分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的丁二烯-丙烯腈聚合物溶液、步骤s4获得的氧化钙分散液、分散剂和增稠剂按质量比100:50:4:0.1混合,搅拌2~3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例9

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚偏氟乙烯溶液、二氧化锆、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:6:5:0.05;其中,可吸附金属离子的聚偏氟乙烯混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚偏氟乙烯的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚甲基丙烯酸按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚甲基丙烯酸水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚甲基丙烯酸水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚甲基丙烯酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸溶液;

s4,将二氧化锆按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化锆分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚甲基丙烯酸溶液、步骤s4获得的二氧化锆分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:60:5:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例10

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、二氧化锡、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:7:5:0.05;其中,可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚乙烯吡咯烷酮的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚乙烯吡咯烷酮水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚乙烯吡咯烷酮水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液;

s4,将二氧化锡按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化锡分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、步骤s4获得的二氧化锡分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:70:5:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例11

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、氧化钙和二氧化钛、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:8:6:0.05;其中,可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚乙烯吡咯烷酮的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚乙烯吡咯烷酮水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚乙烯吡咯烷酮水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液;

s4,将氧化钙、二氧化钛和去离子水按质量比0.5:0.5:9进行混合,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化钙、二氧化钛分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、步骤s4获得的氧化钙、二氧化钛分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:80:6:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例12

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、氧化锌和二氧化锆、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:10:8:0.05;其中,可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚乙烯吡咯烷酮的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚乙烯吡咯烷酮水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚乙烯吡咯烷酮水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液;

s4,将氧化锌、二氧化锆和去离子水按质量比0.5:0.5:9混合,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化锌和二氧化锆分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、步骤s4获得的氧化锌和二氧化锆分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:100:8:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例13

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、氧化镁和勃姆石、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:5:3:0.05;其中,可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮混合溶液是通过利用二苯甲酮将乙二胺四乙酸在紫外线的作用下接枝到聚乙烯吡咯烷酮的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚乙烯吡咯烷酮水分散液;

s2,将金属离子螯合剂乙二胺四乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚乙烯吡咯烷酮水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚乙烯吡咯烷酮、乙二胺四乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得的混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液;

s4,将氧化镁、勃姆石和去离子水按质量比0.5:0.5:9混合,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的氧化镁、勃姆石分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、步骤s4获得的氧化镁、勃姆石分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:50:3:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例14

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、二氧化铈和三氧化二铝、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:7:5:0.05;其中,可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮混合溶液是通过利用二苯甲酮将羟乙基乙二胺三乙酸在紫外线的作用下接枝到聚乙烯吡咯烷酮的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得聚乙烯吡咯烷酮水分散液;

s2,将金属离子螯合剂羟乙基乙二胺三乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的聚乙烯吡咯烷酮水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基乙二胺三乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液;

s4,将二氧化铈、三氧化二铝和去离子谁按质量比0.5:0.5:9混合,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化铈、三氧化二铝分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的聚乙烯吡咯烷酮溶液、步骤s4获得的二氧化铈、三氧化二铝分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:70:5:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

实施例15

一种锂电池隔膜用涂层浆料,包含可吸附金属离子的二甲基硅氧烷、二氧化锡、分散剂聚乙二醇和羟甲基纤维素钠,四者质量比为100:6:5:0.05;其中,可吸附金属离子的二甲基硅氧烷混合溶液是通过利用二苯甲酮将乙二胺四乙酸在紫外线的作用下接枝到二甲基硅氧烷的分子链上得到。

上述锂电池隔膜用涂层浆料的制备方法,具体步骤如下:

s1,将二甲基硅氧烷按质量比1:10分散在去离子水中,搅拌0.5~2h,获得二甲基硅氧烷水分散液;

s2,将金属离子螯合剂乙二胺四乙酸、紫外光交联剂二苯甲酮和步骤s1获得的二甲基硅氧烷水分散液按质量比0.5:1:100混合,搅拌0.5-2h,获得二甲基硅氧烷、乙二胺四乙酸、二苯甲酮的混合溶液;

s3,将步骤s2获得混合溶液加入到紫外光反应器中,在氮气的氛围中进行紫外光照射,照射距离20cm,照射0.5~1h,获得可吸附金属离子的二甲基硅氧烷溶液;

s4,将二氧化锡按质量比1:9加入到去离子水中,用10wt%盐酸调节分散液ph到1~3,获得均匀的二氧化锆分散液;

s5,将步骤s3获得的可吸附金属离子的二甲基硅氧烷溶液、步骤s4获得的二氧化锡分散液、聚乙二醇和羟甲基纤维素钠按质量比100:60:5:0.05混合,搅拌2-3h获得可吸附金属离子的涂层浆料。

将实施例1~15所得涂层浆料刮涂到聚四氟乙烯膜表面形成1~5um厚的薄膜涂层、充分浸润lipf6电解质,组装成lifepo4/石墨锂电池,采用电化学工作站测试其循环性能,测试结果见表1。

表1测试结果

由表1的测试数据可知,与不含可吸附金属离子的粘接剂溶液的涂层浆料(对比例1)相比,本发明的锂电池隔膜用涂层浆料(实施例1~15)涂覆于隔膜并用于电池时,具有较高的容量保持率,也就是说,本发明的锂电池隔膜用涂层浆料能提高电池的循环性能,这是因为本发明的浆料对金属离子具有吸附功能,可以和溶出的金属离子发生进一步反应,减少溶出的金属离子在负极的沉积,进而降低sei膜的稳定性,保证电池长时间的安全使用。

根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

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