本发明涉及锂电池隔膜,尤其涉及一种锂电用混涂复合隔膜及其制备方法。
背景技术:
1、近年来,汽车工业发展的同时也造成了环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响,基于绿色经济和可持续发展的理念,电动汽车行业得到了飞速发展。其中,锂离子电池是电动汽车的主要动力来源。锂离子电池一般由正极、负极、承载有电解质的隔膜三个主要部分组成。隔膜作为锂离子电池的重要组成部分之一,主要作用为:防止电池内部短路;作为电解质载体,为锂离子移动提供通道。隔膜对锂离子电池使用环境、比容量、安全性能、使用寿命等具有极其重要的影响。
2、现有技术中常见的锂离子电池隔膜为聚烯烃隔膜,存在以下问题:受热易收缩,导致正负极短路;电池隔膜与电解液亲和性差,与极片粘结性差。为了改善这些问题,主流的解决方案是在聚烯烃隔膜上涂覆pvdf涂层,能够一定程度改善隔膜的粘结性以及电解液浸润性。但是pvdf在制浆过程中容易出现分散不均匀、稳定性差的问题,且单涂pvdf隔膜热性能较差,影响电池的综合性能。
3、因此,我们提出了一种锂电用混涂复合隔膜及其制备方法用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种锂电用混涂复合隔膜及其制备方法。
2、一种锂电用混涂复合隔膜,包括基膜和由混合浆料涂布于基膜单侧或双侧形成的涂层;
3、所述混合浆料包括以下重量百分比的组分:
4、改性pvdf粉体7~12wt%、分散剂0.03~0.5wt%、氧化铝粉体15~20wt%、粘结剂1~3wt%、润湿剂0.05~0.3wt%,其余为纯水;
5、所述改性pvdf由混合粉体与多巴胺tris-hcl缓冲液反应制得,所述混合粉体由pvdf和peo粉体组成。
6、优选的,所述改性pvdf粉体由1重量份的混合粉体与2~5重量份的多巴胺tris-hcl缓冲液反应制得,tris-hcl缓冲液的ph为7~9,多巴胺单体浓度为1~5g/l。
7、优选的,所述混合粉体由16重量份的pvdf和2~8重量份的peo粉体组成。
8、优选的,所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈和酚醛树脂中的一种或多种。
9、优选的,所述分散剂为聚羧酸铵盐、聚羧酸钠盐和非离子型表面活性剂中的一种或多种。
10、优选的,所述氧化铝的粉体粒径d50在0.5~1.0μm之间。
11、优选的,所述润湿剂为硅氧烷类、脂肪醇类、醚类和聚氧乙烯类中的一种或多种。
12、优选的,所述基膜为聚乙烯基膜、聚丙烯基膜和无纺布基膜中的一种,厚度为5~20μm。
13、一种锂电用混涂复合隔膜的制备方法,包括以下步骤:
14、s1、pvdf的改性:
15、s1-1、将权利要求1所述的pvdf与peo粉体加入去离子水中,70~80℃搅拌,然后过滤,烘干,得混合粉体;
16、s1-2、将s1-1步骤得到的混合粉体加入多巴胺tris-hcl缓冲液中,搅拌0.5~2.5h,过滤,烘干,得到改性pvdf粉体;
17、s2、混合浆料的制备:将权利要求1所述的分散剂加入去离子水中,搅拌20~40min,向其中加入改性pvdf粉体,搅拌20~40min,加入权利要求1所述的氧化铝粉体,搅拌20~40min,加入权利要求1所述的粘结剂,搅拌30~60min,最后加入权利要求1所述的润湿剂,搅拌10~30min;
18、s3、将混合浆料涂覆在基膜上,得到混涂复合隔膜。
19、优选的,s3步骤中,涂覆方式为微凹版涂覆、网纹辊涂覆和刮涂中的一种。
20、本发明的有益效果是:
21、1、本发明提供了一种pvdf改性方法,peo与多巴胺发生反应,使pvdf表面含氧官能团增多,提高pvdf的亲水性,从而使得pvdf颗粒间斥力增加,浆料均匀,分散稳定。
22、2、本发明制备的浆料不使用增稠剂,且多巴胺发生氧化自聚,生成聚多巴胺,具有粘附作用,粘结剂用量少,浆料粘度低,在能够保持一定的粘结力以及耐热性能的同时,得到透气性能更好的涂覆膜。
1.一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,包括基膜和由混合浆料涂布于基膜单侧或双侧形成的涂层;
2.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述改性pvdf粉体由1重量份的混合粉体与2~5重量份的多巴胺tris-hcl缓冲液反应制得,tris-hcl缓冲液的ph为7~9,多巴胺单体浓度为1~5g/l。
3.根据权利要求2所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述混合粉体由16重量份的pvdf和2~8重量份的peo粉体组成。
4.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈和酚醛树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述分散剂为聚羧酸铵盐、聚羧酸钠盐和非离子型表面活性剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述氧化铝的粉体粒径d50在0.5~1.0μm之间。
7.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述润湿剂为硅氧烷类、脂肪醇类、醚类和聚氧乙烯类中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种锂电用混涂复合隔膜,其特征在于,所述基膜为聚乙烯基膜、聚丙烯基膜和无纺布基膜中的一种,厚度为5~20μm。
9.一种锂电用混涂复合隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种锂电用混涂复合隔膜的制备方法,其特征在于,s3步骤中,涂覆方式为微凹版涂覆、网纹辊涂覆和刮涂中的一种。