CN107732106B - 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 - Google Patents
电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107732106B CN107732106B CN201710930261.7A CN201710930261A CN107732106B CN 107732106 B CN107732106 B CN 107732106B CN 201710930261 A CN201710930261 A CN 201710930261A CN 107732106 B CN107732106 B CN 107732106B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solvent
- aramid fiber
- battery
- slurry
- battery diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
本发明提供一种电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及各自的制备方法,电池隔膜浆料制备包括如下步骤:将芳纶溶解于酸性溶液中,以对所述芳纶进行羧酸化处理;将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,进行稀释溶解,以得到第一混合溶液;将填充剂加入到第二溶剂中,以得到第二混合溶液;将所述第一混合溶液与所述第二混合溶液混合,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料。通过上述技术方案,本发明提供的电池隔膜浆料及其制备方法可以有效的溶解芳纶,解决了现有技术中芳纶难以溶解的问题,从而为将其制备成电池隔膜提供了条件;本发明的电池隔膜由于其制备过程中合理有效地溶解了芳纶,从而有良好的透气性和热收缩性。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,特别是涉及一种电池隔膜、锂离子电池及各自的制备方法。
背景技术
锂离子电池通常主要由正极,负极,隔膜,电解液,电池外壳组成。锂离子电池结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开来,防止正负极直接接触而短路,同时还要使电解质离子能够在电池充放电过程中顺利通过,形成电流,在电池工作温度发生异常升高时,关闭电解质离子的迁移通道,切断电流保证电池安全。由此可见,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前,商业化使用的锂离子电池隔膜一般为聚乙烯或者聚丙烯隔膜,这样的隔膜有较好的抗酸碱性,较高的拉伸强度,较高孔隙率等性能,但由于这些隔膜的原材料的熔点大多低于170℃,所以它们的热收缩性能较差,特别是我们国家大力发展新能源汽车,这样在汽车锂电池方面,对锂离子电池隔膜的热收缩性能有着更高的挑战,所以,我们急需采用新的方法来解决这一问题。
从锂离子电池的安全性能来看,越来越多的电池企业将目光投向于涂布膜上面,因为在锂离子电池的充放电过程中,即使聚烯烃薄膜会进行热收缩,但涂层保障了其隔膜的完整性,从而防止了正负极的短路,这样可以提高电池的安全性能。另外,芳纶全称为“聚苯二甲酰苯二胺”英文为Aramid fiber(帝人芳纶的商品名为Twaron杜邦公司的商品名为Kevlar),是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560℃的温度下,不分解,不融化,它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期,芳纶的发现,被认为是材料界一个非常重要的历史进程。然而,芳纶是难以溶于有机溶剂中的,所以芳纶有那么好的性能,我们却难以将其制作成浆料而用于涂覆于锂离子电池隔膜表面,并利用其大大的改善隔膜的热收缩性能。
因此,如何提供一种电池隔膜以及锂离子电池,以解决上述芳纶难以溶解的问题,从而将芳纶做浆料涂覆于锂离子电池隔膜的表面,克服已有的热收缩性能不好的问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法,用于解决现有技术中芳纶难以溶解以及电池隔膜热收缩性能不好等的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种电池隔膜浆料的制备方法,包括如下步骤:
将芳纶溶解于酸性溶液中,以对所述芳纶进行羧酸化处理;
将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,进行稀释溶解,以得到第一混合溶液;
将填充剂加入到第二溶剂中,以得到第二混合溶液;
将所述第一混合溶液与所述第二混合溶液混合,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料。
作为本发明的一种优选方案,所述芳纶包括对位芳纶;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合。
作为本发明的一种优选方案,所述第一溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述第二溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合。
作为本发明的一种优选方案,所述第一溶剂与所述第二溶剂相同。
作为本发明的一种优选方案,按配比将所述芳纶溶解于所述酸性溶液的过程中,还包括在超声中对所述酸性溶液进行处理的步骤。
作为本发明的一种优选方案,按配比将所述填充剂加入到所述第二溶剂的过程中,还包括将分散剂加入到所述第二溶剂中的步骤,所述分散剂用于使所述填充剂均匀分布于所述第二溶剂中。
作为本发明的一种优选方案,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末;所述分散剂的分子量为10~100万。
作为本发明的一种优选方案,按重量份数计,所述芳纶为2~5份,所述第一溶剂与所述第二溶剂之和为70~80份,所述填充剂为2~5份,所述酸性溶液为10~25份。
本发明还提供一种电池隔膜的制备方法,包括:提供一基膜;按照上述方案中任意一种方案所述的制备方法制备溶解有芳纶的电池隔膜浆料;将所述电池隔膜浆料涂覆于所述基膜的至少一个表面,以得到电池隔膜。
本发明还提供一种锂离子电池的制备方法,所述锂离子电池的制备方法包括采用上述任意一种方案所述的电池隔膜的制备方法制备电池隔膜的步骤。
本发明还提供一种电池隔膜浆料,按重量份数计,其制备原料包括:芳纶2~5份,溶剂70~80份,填充剂2~5份,酸性溶液10~25份,其中,所述芳纶为经过所述酸性溶液羧酸化的芳纶,所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂,所述第一溶剂用于溶解羧酸化的芳纶,所述第二溶剂用于溶解所述填充剂。
作为本发明的一种优选方案,所述芳纶包括对位芳纶;所述溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液。
作为本发明的一种优选方案,其制备原料还包括分散剂,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末,所述分散剂的分子量为10~100万。
本发明还提供一种电池隔膜,包括基膜,以及位于所述基膜的至少一个表面上的涂覆层,其中,所述涂覆层为采用上述任一项方案所述的电池隔膜浆料制备的涂覆层。
本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包括如上述任一项方案所述的电池隔膜。
如上所述,本发明的电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法,具有以下有益效果:
1)本发明提供的电池隔膜浆料及其制备方法可以有效的溶解芳纶,解决了现有技术中芳纶难以溶解的问题,从而为将其制备成电池隔膜提供了条件;
2)本发明的电池隔膜由于其制备过程中合理有效地溶解了芳纶,从而有良好的透气性和热收缩性。
附图说明
图1显示为本发明提供的电池隔膜的结构示意图。
图2显示为本发明提供的电池隔膜浆料的制备方法的流程图。
元件标号说明
11 基膜
21,22 涂覆层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
如图1所示,本发明提供一种电池隔膜浆料的制备方法,包括如下步骤:
将芳纶溶解于酸性溶液中,以对所述芳纶进行羧酸化处理;
将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,进行稀释溶解,以得到第一混合溶液;
将填充剂加入到第二溶剂中,以得到第二混合溶液;
将所述第一混合溶液与所述第二混合溶液混合,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料。
需要说明的是,本发明的浆料的制备中,在于藉由酸性溶液将芳纶羧酸化,才可以使羧酸化的芳纶溶解到溶剂中,且保留芳纶原有的特性,进而解决芳纶难以溶解的问题,将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,是指将芳纶加入酸性溶液后,将溶有芳纶的酸性溶液一同加入到所述第一溶剂中。优选地,最终可以获得优质的电池隔膜浆料,以制备电池隔膜。当然,经过本发明的方法也可以用于其它需要溶解芳纶的技术中,并不局限于电池隔膜浆料。
作为示例,所述芳纶包括对位芳纶;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合。
具体的,所述芳纶主要包括对位芳酰胺纤维(PPTA)和间位芳酰胺纤维(PMIA),本申请中优选为对位芳纶,可以得到更好的溶解以及提高后续电池隔膜的热收缩性等。另外,所述酸性溶液可以优选为任意的质子酸,且进一步优选为强酸,如浓硫酸,当然,在其他实施例中也可以为其他本领域普通技术人员熟知的酸。具体的,所述填充剂用于降低涂布膜的透气性,不以上述几种为限,本实施例中选择为氧化铝。
作为示例,所述第一溶剂包括NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMAC(二甲基乙酰胺)、丙酮、DMF(二甲基甲酰胺)以及DMSO(二甲基亚砜)所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述第二溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合。
作为示例,所述第一溶剂与所述第二溶剂相同。
具体的,本发明中将整个电池隔膜浆料的溶剂分成两部分使用,一部分用于稀释溶解经过羧酸化的所述芳纶,如所述第一溶剂;另一部分用于溶解填充剂,将填充剂均匀的分散在溶剂中,如所述第二溶剂;另外,所述第一溶剂可以为多种也可以为两种或两种以上的混合溶剂,所述第二溶剂可以为多种也可以为两种或两种以上的混合溶剂,优选地,所述第一溶剂与所述第二溶剂的种类相同,从而可以保证制备的电池隔膜浆料均一稳定。
需要说明的是,在将所述第一混合溶液和所述第二混合溶液混合的时候,优选地,将所述第一混合溶液加入到所述第二混合溶液中,从而可以提高芳纶最终形成电池隔膜浆料的效果以及最终提高制备得到的电池隔膜的透气性。
作为示例,按配比将所述芳纶溶解于所述酸性溶液的过程中,还包括在超声中对所述酸性溶液进行处理的步骤。
具体的,优选地,将芳纶溶解在酸性溶液(如浓硫酸溶液)中,再对其进行超声处理,从而加快其溶解进程,其中,超声下处理的时间为1~5h,优选为2~3h。
作为示例,按配比将所述填充剂加入到所述第二溶剂的过程中,还包括将分散剂加入到所述第二溶剂中的步骤,所述分散剂用于使所述填充剂均匀分布于所述第二溶剂中。
作为示例,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末;所述分散剂的分子量为10~100万。
具体的,将所述填充剂添加到所述第二溶剂中的时候,还向第二溶剂中加入分散剂,所述分散剂可以使本申请条件下的填充剂很好的分散,分子量为10~100万,优选为20~50万,本实施例中选择为30万,并且所述聚氧化乙烯粉末为超细粉末。
作为示例,按重量份数计,所述芳纶为2~5份,所述第一溶剂与所述第二溶剂之和为70~80份,所述填充剂为2~5份,所述酸性溶液为10~25份。
具体的,所述电池隔膜浆料的质量分数优选为,所述芳纶为2.5~4.5份,所述填充剂为2.5~4.5份,所述酸性溶液为15~20份。
本发明还提供一种电池隔膜浆料,其特征在于,按重量份数计,其制备原料包括:芳纶2~5份,溶剂70~80份,填充剂2~5份,酸性溶液10~25份,其中,所述芳纶为经过所述酸性溶液羧酸化的芳纶,所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂,所述第一溶剂用于溶解羧酸化的芳纶,所述第二溶剂用于溶解所述填充剂。
作为示例,所述芳纶包括对位芳纶;所述溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液。
作为示例,其制备原料还包括分散剂,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末,所述分散剂的分子量为10~100万。
本发明还提供一种电池隔膜的制备方法,包括:提供一基膜;按照上述任意一项方案所述的制备方法制备溶解有芳纶的电池隔膜浆料;将所述电池隔膜浆料涂覆于所述基膜的至少一个表面,以得到电池隔膜。
需要说明的是,电池隔膜浆料可以单侧涂覆于基膜的表面,也可以涂覆在基膜相对的两个表面,其中,所述基膜可以是PE材料或者PP材料,但并不以此为限。另外,浆液涂覆后还包括后水烘干的步骤。
本发明还提供一种电池隔膜,包括基膜,以及位于所述基膜的至少一个表面上的涂覆层,其中,所述涂覆层为采用上述任意一项方案所述的电池隔膜浆料所制备得到的涂覆层。
本发明还提供一种锂离子电池的制备方法,所述锂离子电池的制备方法包括采用上述所述的电池隔膜的制备方法制备电池隔膜的步骤。
本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包括上述任意一项方案所述的电池隔膜。
下面结合具体实施例,对本发明电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及各自的制备方法进行进一步说明。
实施例一:
A)称取0.2Kg的对位芳纶加入到1Kg的浓硫酸里面,并在超声的条件下处理2~3h,这样可以看见芳纶溶解于浓硫酸里,即得到羧酸化的对位芳纶,再将对位芳纶溶液缓慢的加入到6Kg的溶剂NMP中;然后将0.5Kg的氧化铝加入到2.3Kg的NMP中进行分散,分散好之后将之前的芳纶溶液倒入氧化铝溶液中,即配得芳纶浆料,可以用于电池隔膜浆料;
B)取12μm厚度的基膜,采用凹版辊涂布方式将芳纶浆料涂覆在基膜的单或者两侧,涂布速度为15m/min,过水之后采用三级烘箱进行烘干,各级烘箱温度分别为50℃,55℃,45℃,干燥之后即可得到芳纶涂覆的锂离子电池隔膜,所述的芳纶涂覆的锂离子电池隔膜的厚度为16μm,所述涂覆层的厚度两面分别为2μm。
实施例二:
A)称取0.3Kg的对位芳纶加入到1.5Kg的浓硫酸里面,并在超声的条件下处理2~3h,这样可以看见芳纶溶解于浓硫酸里,即得到羧酸化的对位芳纶,再将对位芳纶溶液缓慢的加入到6Kg的溶剂DMAC中;然后将0.4Kg的氧化铝加入到1.8Kg的DMAC中进行分散,分散好之后将之前的芳纶溶液倒入氧化铝溶液中,即配得芳纶浆料,可以用于电池隔膜浆料;
B)取12μm厚度的基膜,采用凹版辊涂布方式将芳纶浆料涂覆在基膜的单两侧,涂布速度为15m/min,过水之后采用三级烘箱进行烘干,各级烘箱温度分别为50℃,55℃,45℃,干燥之后即可得到芳纶涂覆的锂离子电池隔膜,所述的芳纶涂覆的锂离子电池隔膜的厚度为16μm,所述涂覆层的厚度两面分别为2μm。
实施例三:
A)称取0.4Kg的对位芳纶加入到2.0Kg的浓硫酸里面,并在超声的条件下处理2~3h,这样可以看见芳纶溶解于浓硫酸里,即得到羧酸化的对位芳纶,再将对位芳纶溶液缓慢的加入到5Kg的溶剂DMF中;然后将0.3Kg的氧化铝加入到2.3Kg的DMF中进行分散,分散好之后将之前的芳纶溶液倒入氧化铝溶液中,即配得芳纶浆料,可以用于电池隔膜浆料;
B)取12μm厚度的基膜,采用凹版辊涂布方式将芳纶浆料涂覆在基膜的单两侧,涂布速度为15m/min,过水之后采用三级烘箱进行烘干,各级烘箱温度分别为50℃,55℃,45℃,干燥之后即可得到芳纶涂覆的锂离子电池隔膜,所述的芳纶涂覆的锂离子电池隔膜的厚度为16μm,所述涂覆层的厚度两面分别为2μm。
实施例四:
A)称取0.5Kg的对位芳纶加入到2.5Kg的浓硫酸里面,并在超声的条件下处理2~3h,这样可以看见芳纶溶解于浓硫酸里,即得到羧酸化的对位芳纶,再将对位芳纶溶液缓慢的加入到5Kg的溶剂DMAC中;然后将0.3Kg的氧化铝加入到2.3Kg的DMAC中进行分散,分散好之后将之前的芳纶溶液倒入氧化铝溶液中,即配得芳纶浆料,可以用于电池隔膜浆料;
B)取12μm厚度的基膜,采用凹版辊涂布方式将芳纶浆料涂覆在基膜的单两侧,涂布速度为15m/min,过水之后采用三级烘箱进行烘干,各级烘箱温度分别为50℃,55℃,45℃,干燥之后即可得到芳纶涂覆的锂离子电池隔膜,所述的芳纶涂覆的锂离子电池隔膜的厚度为16μm,所述涂覆层厚度两面分别为2μm。
对比例:
A)称取0.56Kg的PVDF(聚偏氟乙烯)加入到7.44Kg的DMAC里面,搅拌1~2h之后,即可得到PVDF溶液,可以用于电池隔膜浆料;
B)取12μm厚度的基膜,采用凹版辊涂布方式将芳纶浆料涂覆在基膜的单两侧,涂布速度为15m/min,过水之后采用三级烘箱进行烘干,各级烘箱温度分别为50℃,55℃,45℃,干燥之后即可得到芳纶涂覆的锂离子电池隔膜,所述的芳纶涂覆的锂离子电池隔膜的厚度为16μm,所述涂覆层厚度两面分别为2μm。
对以上本发明的实施例和对比例的锂离子电池隔离膜性能进行测试,数据见下表一:
表1
实施例 | 透气性(S/100cc) | 热收缩150℃1h(%) |
实施例1 | 258 | 6.7 |
实施例2 | 260 | 5.6 |
实施例3 | 267 | 4.3 |
实施例4 | 270 | 3.1 |
对比例 | 340 | 40.5 |
从表一的数据可以看出,本发明的实施例在透气性以及热收缩都优于对比例,特别在热收缩性能中可以看出,大大的改善了原有的技术。
综上所述,本发明提供一种电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及各自的制备方法,电池隔膜浆料制备包括如下步骤:将芳纶溶解于酸性溶液中,以对所述芳纶进行羧酸化处理;将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,进行稀释溶解,以得到第一混合溶液;将填充剂加入到第二溶剂中,以得到第二混合溶液;将所述第一混合溶液与所述第二混合溶液混合,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料。通过上述技术方案,1)本发明提供的电池隔膜浆料及其制备方法可以有效的溶解芳纶,解决了现有技术中芳纶难以溶解的问题,从而为将其制备成电池隔膜提供了条件;2)本发明的电池隔膜由于其制备过程中合理有效地溶解了芳纶,从而有良好的透气性和热收缩性。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将芳纶溶解于酸性溶液中,以对所述芳纶进行羧酸化处理;
将羧酸化的所述芳纶加入到第一溶剂中,进行稀释溶解,以得到第一混合溶液;
将填充剂和分散剂加入到第二溶剂中,通过分散剂使所述填充剂均匀分布于所述第二溶剂中,以得到第二混合溶液;
将所述第一混合溶液加入到所述第二混合溶液中混合,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料;
其中所述第一溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合,所述第二溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合,且所述第一溶剂与所述第二溶剂相同。
2.根据权利要求1所述的电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,所述芳纶包括对位芳纶;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,按配比将所述芳纶溶解于所述酸性溶液的过程中,还包括在超声中对所述酸性溶液进行处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末;所述分散剂的分子量为10~100万。
5.根据权利要求1所述的电池隔膜浆料的制备方法,其特征在于,按重量份数计,所述芳纶为2~5份,所述第一溶剂与所述第二溶剂之和为70~80份,所述填充剂为2~5份,所述酸性溶液为10~25份。
6.一种电池隔膜的制备方法,其特征在于,包括:提供一基膜;按照如权利要求1~5中任意一项所述的制备方法制备溶解有芳纶的电池隔膜浆料;将所述电池隔膜浆料涂覆于所述基膜的至少一个表面,以得到电池隔膜。
7.一种锂离子电池的制备方法,其特征在于,所述锂离子电池的制备方法包括采用如权利要求6所述的电池隔膜的制备方法制备电池隔膜的步骤。
8.一种电池隔膜浆料,其特征在于,按重量份数计,其制备原料包括:芳纶2~5份,溶剂70~80份,填充剂2~5份,酸性溶液10~25份及分散剂,其中,所述芳纶为经过所述酸性溶液羧酸化的芳纶,所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂,所述第一溶剂用于溶解羧酸化的芳纶,所述第二溶剂用于溶解所述填充剂,通过将溶解有羧酸化芳纶的第一溶剂加入到溶解有填充剂和分散剂的第二溶剂中,以得到溶解有芳纶的电池隔膜浆料;其中所述第一溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合,所述第二溶剂包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所构成群组中的一种或两种以上的组合,且所述第一溶剂与所述第二溶剂相同。
9.根据权利要求8所述的电池隔膜浆料,其特征在于,所述芳纶包括对位芳纶;所述填充剂包括氧化铝、氧化硅以及勃姆石所构成群组中的一种或两种以上的组合;所述酸性溶液包括浓硫酸溶液。
10.根据权利要求8所述的电池隔膜浆料,其特征在于,所述分散剂包括聚氧化乙烯粉末,所述分散剂的分子量为10~100万。
11.一种电池隔膜,其特征在于,包括基膜,以及位于所述基膜的至少一个表面上的涂覆层,其中,所述涂覆层为采用如权利要求8~10中任一项所述的电池隔膜浆料制备的涂覆层。
12.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括如权利要求11所述的电池隔膜。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710930261.7A CN107732106B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 |
PCT/CN2018/109313 WO2019072146A1 (en) | 2017-10-09 | 2018-10-08 | PROCESSES FOR PREPARING COATING SUSPENSIONS, SEPARATORS, ELECTROCHEMICAL DEVICES AND RELATED PRODUCTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710930261.7A CN107732106B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107732106A CN107732106A (zh) | 2018-02-23 |
CN107732106B true CN107732106B (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=61209377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710930261.7A Active CN107732106B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107732106B (zh) |
WO (1) | WO2019072146A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107732106B (zh) * | 2017-10-09 | 2020-06-12 | 上海恩捷新材料科技股份有限公司 | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 |
CN108598342A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-28 | 上海恩捷新材料科技股份有限公司 | 一种电池隔膜、锂离子电池及其制备方法 |
CN108807806A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-13 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 一种电池隔膜及其制备方法 |
CN109411676B (zh) * | 2018-10-31 | 2020-03-06 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 对位芳纶涂层浆料及其制备方法、对位芳纶隔膜及其制备方法和二次电池 |
CN110690393A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-14 | 山东精恒科技有限公司 | 一种对位芳纶纳米纤维/pp无纺布隔膜的制备方法 |
CN114335884B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-10-20 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种利用生物膜制备锂离子电池隔膜材料的方法 |
CN115571877A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-06 | 浙江中科玖源新材料有限公司 | 一种芳纶基石墨膜及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW460505B (en) * | 1998-04-27 | 2001-10-21 | Sumitomo Chemical Co | Separator for nonaqueous electrolyte battery and lithium secondary battery made from the same |
CN103247770A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-14 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN103618059A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-05 | 深圳市星源材质科技有限公司 | 一种高分子无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN103618058A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-03-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种隔膜及其制备方法 |
CN104979515A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-14 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102888779A (zh) * | 2011-07-18 | 2013-01-23 | 四川得阳科技股份有限公司 | 一种在聚苯硫醚纤维表面涂敷芳纶树脂保护层的工艺方法 |
CN103242556B (zh) * | 2013-04-17 | 2015-07-08 | 广东精进能源有限公司 | 一种芳香族聚酰胺复合隔膜的制备方法 |
CN103910891B (zh) * | 2014-03-13 | 2016-04-13 | 中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地 | 一种对位芳纶的溶解方法及其应用 |
CN105633326B (zh) * | 2015-06-03 | 2019-07-12 | 北京星和众工设备技术股份有限公司 | 芳香族聚酰胺复合隔膜 |
CN107732106B (zh) * | 2017-10-09 | 2020-06-12 | 上海恩捷新材料科技股份有限公司 | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 |
-
2017
- 2017-10-09 CN CN201710930261.7A patent/CN107732106B/zh active Active
-
2018
- 2018-10-08 WO PCT/CN2018/109313 patent/WO2019072146A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW460505B (en) * | 1998-04-27 | 2001-10-21 | Sumitomo Chemical Co | Separator for nonaqueous electrolyte battery and lithium secondary battery made from the same |
CN103247770A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-14 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN103618059A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-05 | 深圳市星源材质科技有限公司 | 一种高分子无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN103618058A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-03-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种隔膜及其制备方法 |
CN104979515A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-14 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107732106A (zh) | 2018-02-23 |
WO2019072146A1 (en) | 2019-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107732106B (zh) | 电池隔膜浆料、电池隔膜以及锂离子电池及其制备方法 | |
CN107958977B (zh) | 电池隔膜、锂离子电池及其制备方法 | |
CN106159173B (zh) | 一种聚合物复合膜及其制备方法、该方法制备的聚合物复合膜、凝胶电解质、锂离子电池 | |
WO2017016374A1 (zh) | 一种芳纶涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
JP6878571B2 (ja) | ポリマー複合膜、その製造方法およびそれを含むリチウムイオン電池 | |
CN107785522B (zh) | 一种锂离子电池隔膜和锂离子电池及其制备方法 | |
US11133559B2 (en) | Polymer composite membrane, fabrication method therefor, and lithium-ion battery | |
WO2017016373A1 (zh) | 一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
CN107240663B (zh) | 一种聚合物涂层隔膜及其制备方法 | |
CN109411676B (zh) | 对位芳纶涂层浆料及其制备方法、对位芳纶隔膜及其制备方法和二次电池 | |
CN104766937B (zh) | 一种环保型锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
WO2019192540A1 (zh) | 一种芳香族聚酰胺微孔膜及其制备方法和用途 | |
CN105633326B (zh) | 芳香族聚酰胺复合隔膜 | |
CN108807818B (zh) | 一种芳香族聚酰胺复合隔膜及其制备方法 | |
JP2019526900A (ja) | ポリマー複合膜、その製造方法およびそれを含むリチウムイオン電池 | |
CN103618059A (zh) | 一种高分子无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
CN108242522B (zh) | 一种聚合物复合膜及其制备方法以及包括其的锂离子电池 | |
CN103907222A (zh) | 具有优异的耐热性和稳定性的微孔聚烯烃复合膜及其制造方法 | |
CN109560235B (zh) | 一种新型锂离子电池芳纶隔膜制备方法 | |
CN108630867A (zh) | 隔膜及其制备方法、锂离子电池 | |
CN106898720B (zh) | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
CN114361717B (zh) | 复合隔膜及电化学装置 | |
CN110391385B (zh) | 一种多孔膜、其制备方法及锂电池 | |
CN112701417A (zh) | 一种聚乙烯基膜、锂电池隔膜浆料及其制备的锂电池隔膜 | |
CN116315437A (zh) | 一种改性复合隔膜及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |