CN108963155A - 两次涂覆法制备聚合物膜的方法 - Google Patents
两次涂覆法制备聚合物膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108963155A CN108963155A CN201810751807.7A CN201810751807A CN108963155A CN 108963155 A CN108963155 A CN 108963155A CN 201810751807 A CN201810751807 A CN 201810751807A CN 108963155 A CN108963155 A CN 108963155A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer film
- weight
- mixed solution
- coating
- cladding process
- 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.)
- Pending
Links
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005253 cladding Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 32
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 claims abstract description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 17
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims abstract description 13
- IEKHISJGRIEHRE-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecanoic acid;propan-2-ol;titanium Chemical compound [Ti].CC(C)O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IEKHISJGRIEHRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 21
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 21
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 15
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 15
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 210000002469 basement membrane Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 claims description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 4
- XNLICIUVMPYHGG-UHFFFAOYSA-N pentan-2-one Chemical compound CCCC(C)=O XNLICIUVMPYHGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims description 3
- KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N propiophenone Chemical compound CCC(=O)C1=CC=CC=C1 KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N tunicamycin Natural products CC(C)CCCCCCCCCC=CC(=O)NC1C(O)C(O)C(CC(O)C2OC(C(O)C2O)N3C=CC(=O)NC3=O)OC1OC4OC(CO)C(O)C(O)C4NC(=O)C MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004821 Contact adhesive Substances 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016722 Ni0.5Co0.2Mn0.3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical compound FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
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
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/52—Separators
-
- 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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其制备步骤如下：将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与甲苯、二甲苯、溶剂汽油或异丙醇按照重量比1:（10～1000）混合得混合溶液1；按照体积比（0.1～12）：1混合有机酮和二甲基甲酰胺得混合溶液2；在混合溶液2中加入涂覆剂，得混合均匀的悬浊液；在悬浊液中加入聚偏氟乙烯‑六氟丙烯，再加入聚甲基丙烯酸甲酯，使反应溶液转变为粘稠液体。将混合溶液1涂覆在经过放电处理的基膜表面上，再将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，干燥后得到两次涂覆的聚合物膜。本发明制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
Description
技术领域
本发明涉及两次涂覆法制备聚合物膜的方法，具体涉及一种可用于锂电池、锂离子电池、聚合物电池和超级电容器的涂覆膜的制备方法，属于电池隔膜制备的技术领域。
技术背景
锂离子电池具有电压高、容量大、无记忆效应、寿命长等优点，广泛应用于移动电话、数码相机、笔记本电脑等数码产品和电动车、混合电动车等动力工具中。在电池体系中，隔膜在正极和负极间起阻隔电子连通、导通离子的作用。隔膜对电池性能和安全使用有重要的作用。
现有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚烯烃复合隔膜（如，PP/PE/PP，PP/PE等）在高温下会收缩变形，使得以聚烯烃作为隔膜的锂离子电池存在安全隐患。在滥用情况下，锂离子电池可能升温至100～300℃的高温。在聚烯烃隔膜上涂覆氧化铝等纳米材料，可制备涂覆隔膜，明显改善聚烯烃隔膜的耐热性能。在涂覆隔膜的制备过程中，制备工艺等因素也会影响涂覆隔膜的性能。目前，涂覆隔膜已经应用于动力电池体系。涂覆隔膜的耐热性、吸液性等较普通隔膜有明显的改善，从而改善电池的安全性。涂覆隔膜一般由基膜、粘合剂、无机纳米材料等组成。
从涂覆层来看，研究过的无机纳米材料包括纳米Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、MgO、CaO、CaCO3、BaSO4、沸石、勃姆石、粘土等。Takemura等[Takemura D. ， et al. J. PowerSources， 2005， 146(1/2): 779-783.]发现，涂覆Al2O3可以改善隔的膜耐高温性能。Choi等[Choi E. S.， et al. J. Mater. Chem.， 2011， (38): 14747-14754.]用粒径40nmSiO2涂覆PE微孔膜，制备涂覆隔膜。
从基膜来看，粘结是通过润湿使胶粘剂与被粘物紧密接触。粘结主要靠分子间力和氢键。由于聚烯烃基膜的表面惰性较大，涂覆层与基膜间粘结不牢固。在电池体系的长期充放电循环过程中，容易掉粉。为了改善这一情况，Chen等[Chen H.， et al.， J. Membr.Sci.， 2014， 458， 217-224.]先用等离子体技术处理PP膜表面，然后再涂覆TiO2涂层，制备涂覆隔膜。研究表明，等离子处理会使PP膜的表面产生极性基团，有利于TiO2在隔膜表面的分散。
尽管经过上述研究，不过，涂覆隔膜在电池体系中还是存在问题。如，涂覆隔膜会增大电池内阻，涂覆层掉粉会影响安全性，涂覆层与正极、负极、电解液的匹配存在问题等。
为了解决涂覆隔膜存在的问题，本发明采用两次涂覆方法制备聚合物隔膜。两次涂覆方法可改善普通涂覆技术涂覆不均匀，影响电池一致性等问题。采用本发明方法制备的隔膜，对电解液的亲和性强，与正极、负极、电解液的匹配性好。改性的隔膜具有较高的吸液率、离子电导率较高、热收缩率较低等特点。
发明内容
本发明所采用的技术方案由以下步骤组成：
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与甲苯、二甲苯、溶剂汽油或异丙醇按照重量比1:（10～1000）混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比（0.1～12）：1混合有机酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。
在混合溶液2中加入混合溶液2的重量的0.5～5%重量的涂覆剂，超声波震荡1～30min，制得混合均匀的悬浊液。
在悬浊液中加入混合溶液2的重量的1.25～10%重量的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的1～3.3%重量的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡10～50min。在50～90℃下搅拌8～12 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将基膜的一个表面或两个表面置于电晕放电、介质阻挡放电、射频低温等离子体放电、滑动电弧放电、射流低温等离子放电、大气压辉光放电或次大气压辉光放电条件下处理2s～10min。
将混合溶液1涂覆在经过放电处理的基膜表面上，涂覆厚度在50nm～5μm范围内，于60～130℃温度区间的任一温度真空干燥或鼓风干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，于60～110℃温度区间的任一温度真空干燥或鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
所述的涂覆剂是粒径在1nm～5μm范围的Al2O3、ZrO2、TiO2或MgO。
所述的聚偏氟乙烯-六氟丙烯是平均分子量在20～280万范围的聚偏氟乙烯-六氟丙烯。
所述的聚甲基丙烯酸甲酯是平均分子量在60～160万范围的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述的有机酮是丙酮、丁酮、戊酮或苯丙酮。
所述的基膜是含有聚丙烯或聚乙烯的单层膜或多层膜。
所述的混合溶液1经过捏合机搅拌混合均匀。
所述的多层膜是层数在2～10范围的单层膜组成的隔膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
附图说明
图1是本发明实施例1的样品在0.08C倍率电流和2.5-4.6V电压区间的第1循环的充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。实施例仅是对本发明的进一步补充和说明，而不是对发明的限制。
实施例1
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与溶剂汽油按照重量比1:10混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比2：1混合丙酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的2%重量且粒径100nm的Al2O3，超声波震荡20 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的3.3%重量且平均分子量180万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的2%重量且平均分子量100的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡30min。在80℃下搅拌11 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将聚乙烯单层膜的一个表面置于大气压辉光放电下处理10s，将混合溶液1涂覆在经过放电处理的单层膜的表面上，涂覆厚度为1μm，于80℃下鼓风干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的单层膜上，于110℃下鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
将组成Li1.05Ni0.5Co0.2Mn0.3O2型的三元正极材料、乙炔黑和PVDF粘结剂按照85:10:5的重量比称取，以N-甲基吡咯烷酮为助磨剂，球磨混合3h，制得均匀浆料。将均匀浆料涂覆在铝箔集流体上，烘干后制得正极片。将金属锂、制备的涂覆膜、正极片、电池壳及电解液置于充满氩气气氛的手套箱中，组装成CR2025型扣式电池。在新威尔电池测试系统上对制备的扣式电池进行充放电和循环性能测试。测试温度为常温（25±1℃）。充放电的区间为2.5～4.6V。充放电循环实验在0.08C倍率电流下进行。充放电实验表明，制备的样品第1循环的放电容量为225mAh/g。
实施例2
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与溶剂汽油按照重量比1:1000混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比12：1混合苯丙酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的0.5%重量且粒径1nm的ZrO2，超声波震荡1min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的10%重量且平均分子量280万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液重量的1%重量且平均分子量60万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡10min。在50℃下搅拌12 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将聚丙烯单层膜的一个表面置于介质阻挡放电下处理2s，将混合溶液1涂覆在经过放电处理的聚丙烯单层膜的表面上，涂覆厚度5μm，于130℃下真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的单层膜，于60℃鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，耗时少，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
实施例3
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与二甲苯按照重量比1:20混合，经过捏合机混合均匀，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比0.1：1混合丙酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的5%重量且粒径5μm的TiO2，超声波震荡30 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的1.25%重量且平均分子量在200万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的3.3%重量且平均分子量在160万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡50min。在90℃下搅拌10 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将PP/PE/PP复合膜的一个表面置于滑动电弧放电下处理10min。将混合溶液1涂覆在经过处理的PP/PE/PP多层膜的表面，涂覆厚度50nm，于60℃下真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的复合膜上，于60℃真空干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
实施例4
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与甲苯按照重量比1: 100混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比5：1混合戊酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的1%重量且粒径100nm MgO，超声波震荡10 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的10%重量且平均分子量20万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的2%重量且平均分子量60万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡50min。在50℃下搅拌8 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将聚乙烯单层膜的两个表面置于射频低温等离子体条件下各处理10min。将混合溶液1涂覆在经过处理的聚乙烯单层膜的表面上，且每一表面层的涂覆厚度50nm，于60℃真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体在涂覆第1层的聚合物膜上，于60℃鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
实施例5
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与甲苯按照重量比1:50混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比1：1混合戊酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的5%重量且粒径1nm的TiO2，超声波震荡1 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的5%重量且平均分子量200万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的2%重量且平均分子量160万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡35 min。在70℃下搅拌10 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将PP/PE/PP多层膜的两个表面置于射流低温等离子放电各处理200s。将混合溶液1涂覆在经过处理的PP/PE/PP多层膜的表面上，使得该步骤的涂覆总厚度为2µm，于130℃下真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，于100℃鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
实施例6
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与异丙醇按照重量比1:200混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比12：1混合丁酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的0.5%重量且粒径1nm Al2O3，超声波震荡30 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的10%重量且平均分子量在160万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的3.3%重量且平均分子量120万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡10min。在50℃下搅拌8 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将聚丙烯单层膜的两个表面置于大气压辉光放电下各处理2s。将混合溶液1涂覆在经过处理的聚丙烯单层膜表面，使每一涂覆层的厚度为1μm，于80℃真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，于80℃真空干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
实施例7
在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与异丙醇按照重量比1:20混合，制得混合溶液1。
在反应釜中，按照体积比2：1混合丁酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2。加入混合溶液2的重量的1%重量且粒径10 nm ZrO2，超声波震荡1 min，制得混合均匀的悬浊液。在悬浊液中加入混合溶液2的重量的1.25%重量且平均分子量280万的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的1%重量且平均分子量160万的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡10min。在80℃下搅拌12 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体。
将聚乙烯单层膜的两个表面置于滑动电弧放电下处理100s。将混合溶液1涂覆经过放电处理的聚乙烯单层膜的表面上，使得每一涂覆层的厚度100nm，于60℃真空干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜。
将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，于100℃鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
本发明的原料成本较低，制备工艺简单，操作简便，制备的涂覆膜与正极、负极、电解液等材料的匹配性得到明显的改善，改善了电池的循环性能，为产业化打下良好的基础。
Claims (8)
1.两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其特征在于制备步骤如下：
1）在反应釜中，将三异硬脂酰基钛酸异丙酯与甲苯、二甲苯、溶剂汽油或异丙醇按照重量比1:（10～1000）混合，制得混合溶液1；
2）在反应釜中，按照体积比（0.1～12）：1混合有机酮和二甲基甲酰胺，制得混合溶液2；
3）在混合溶液2中加入混合溶液2的重量的0.5～5%重量的涂覆剂，超声波震荡1～30min，制得混合均匀的悬浊液；
4）在悬浊液中加入混合溶液2的重量的1.25～10%重量的聚偏氟乙烯-六氟丙烯，再加入混合溶液2重量的1～3.3%重量的聚甲基丙烯酸甲酯，超声波震荡10～50min；在50～90℃下搅拌8～12 h，使反应釜中溶液转变为粘稠液体；
5）将基膜的一个表面或两个表面置于电晕放电、介质阻挡放电、射频低温等离子体放电、滑动电弧放电、射流低温等离子放电、大气压辉光放电或次大气压辉光放电条件下处理2s～10min；
6）将混合溶液1涂覆在经过放电处理的基膜表面上，涂覆厚度在50nm～5μm范围，于60～130℃温度区间的任一温度真空干燥或鼓风干燥，制得涂覆第1层的聚合物膜；
7）将粘稠液体涂覆在涂覆第1层的聚合物膜上，于60～110℃温度区间的任一温度真空干燥或鼓风干燥，制得两次涂覆的聚合物膜。
2.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其特征在于所述的涂覆剂是粒径在1nm～5μm范围的Al2O3、ZrO2、TiO2或MgO。
3.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的制备方法，其特征在于所述的聚偏氟乙烯-六氟丙烯是平均分子量在20～280万范围的聚偏氟乙烯-六氟丙烯。
4.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其特征在于所述的聚甲基丙烯酸甲酯是平均分子量在60～160万范围的聚甲基丙烯酸甲酯。
5.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的制备方法，其特征在于所述的有机酮是丙酮、丁酮、戊酮或苯丙酮。
6.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其特征在于所述的基膜是含有聚丙烯或聚乙烯层的单层膜或多层膜。
7.根据权利要求6所述的两次涂覆法制备聚合物膜的制备方法，其特征在于所述的多层膜是层数在2～10范围的单层膜组成的隔膜。
8.根据权利要求1所述的两次涂覆法制备聚合物膜的方法，其特征在于所述的混合溶液1经过捏合机搅拌混合均匀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810751807.7A CN108963155A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 两次涂覆法制备聚合物膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810751807.7A CN108963155A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 两次涂覆法制备聚合物膜的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108963155A true CN108963155A (zh) | 2018-12-07 |
Family
ID=64483747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810751807.7A Pending CN108963155A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 两次涂覆法制备聚合物膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108963155A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101707242A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-05-12 | 东莞新能源科技有限公司 | 有机/无机复合多孔隔离膜 |
| CN102675719A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-19 | 上海第二工业大学 | 一种纳米镍-微米钛共填充聚合物基热敏电阻材料及其制备方法 |
| CN104538637A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池及其制备方法 |
| CN105453306A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-03-30 | 协立化学产业株式会社 | 非水系蓄电元件用粘结剂和非水系蓄电元件 |
| CN105514328A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-04-20 | 浙江天能能源科技有限公司 | 一种锂离子电池用陶瓷隔膜及其制备方法 |
| CN106784534A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-05-31 | 东莞市卓高电子科技有限公司 | Pvdf及其共聚物陶瓷涂覆隔膜的制备方法 |
-
2018
- 2018-07-10 CN CN201810751807.7A patent/CN108963155A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101707242A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-05-12 | 东莞新能源科技有限公司 | 有机/无机复合多孔隔离膜 |
| CN102675719A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-19 | 上海第二工业大学 | 一种纳米镍-微米钛共填充聚合物基热敏电阻材料及其制备方法 |
| CN105453306A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-03-30 | 协立化学产业株式会社 | 非水系蓄电元件用粘结剂和非水系蓄电元件 |
| CN104538637A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池及其制备方法 |
| CN105514328A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-04-20 | 浙江天能能源科技有限公司 | 一种锂离子电池用陶瓷隔膜及其制备方法 |
| CN106784534A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-05-31 | 东莞市卓高电子科技有限公司 | Pvdf及其共聚物陶瓷涂覆隔膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王金良: "《中国电池工业20年》", 29 June 2009, 中国轻工业出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104064707B (zh) | 无机/有机复合隔膜、其制备方法及含该隔膜的锂离子二次电池 | |
| CN103219521B (zh) | 一种双极性集流体及其制备方法 | |
| CN103474609B (zh) | 一种叠涂复合锂电池隔膜 | |
| JP2019216107A (ja) | ナノ多孔性セパレータ上に直接被膜するアノードを利用する電池 | |
| CN106654119A (zh) | 一种混合涂层隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN105932209B (zh) | 一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法 | |
| CN104600231A (zh) | 一种有活性纳米氮化硼涂层的隔膜及其制备方法 | |
| CN108963156A (zh) | 铝酸酯偶联剂对涂覆膜的改性方法 | |
| CN110247009A (zh) | 一种防过充隔膜及其制备方法和锂离子电池 | |
| WO2023155604A1 (zh) | 复合隔膜及电化学装置 | |
| CN111211323A (zh) | 一种磷酸铁锂体系软包锂离子电池及其制备方法 | |
| CN111697230A (zh) | 一种高安全复合正极片及其制备方法和应用的锂离子电池 | |
| WO2022016378A1 (zh) | 电池及电子装置 | |
| CN115117560A (zh) | 一种补锂复合隔离膜及其制备方法和应用 | |
| CN108923013B (zh) | 同时含有pmma和p-c键的涂覆隔膜制备方法 | |
| WO2021052211A1 (zh) | 隔离膜、其制备方法、锂离子二次电池、电池模块、电池包及装置 | |
| CN108963161B (zh) | 含有二价磷酸盐和磷碳价键的涂覆膜制备方法 | |
| CN108963155A (zh) | 两次涂覆法制备聚合物膜的方法 | |
| CN108976938B (zh) | 含有一价离子磷酸盐涂覆层的涂覆膜制备方法 | |
| CN108963160B (zh) | 一种基于电晕放电处理法制备涂覆膜的方法 | |
| CN108963154A (zh) | 低强度辐射的涂覆膜的制备方法 | |
| CN108923012B (zh) | 铝酸酯偶联剂-硬脂酸对涂覆膜的改性方法 | |
| CN108963157A (zh) | 聚甲基丙烯酸甲酯-云母涂覆剂对隔膜的改性方法 | |
| CN108963158B (zh) | 一种含p-o键化合物的聚合物涂覆膜的制备方法 | |
| CN108899460B (zh) | 一种掺杂磷酸铝盐涂覆剂的涂覆聚合物膜制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |