CN110660950B - 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法 - Google Patents

一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110660950B
CN110660950B CN201910951344.3A CN201910951344A CN110660950B CN 110660950 B CN110660950 B CN 110660950B CN 201910951344 A CN201910951344 A CN 201910951344A CN 110660950 B CN110660950 B CN 110660950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diaphragm
ceramic slurry
coating
ceramic
alumina powder
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
Application number
CN201910951344.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110660950A (zh
Inventor
李梓铭
汪晓俊
杨建青
吴清国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Chukoda New Materials Co ltd
Original Assignee
Ningbo Chukoda New Materials Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Chukoda New Materials Co ltd filed Critical Ningbo Chukoda New Materials Co ltd
Priority to CN201910951344.3A priority Critical patent/CN110660950B/zh
Publication of CN110660950A publication Critical patent/CN110660950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110660950B publication Critical patent/CN110660950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M50/403—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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M50/431—Inorganic 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及隔膜生产技术领域，特别涉及一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，包括以下步骤：①、粘结剂的溶解：将粘结剂LA132溶解于去离子水中，得到粘结液；②、陶瓷浆料的制备：将步骤①制得的粘结液和氧化铝粉于双行星搅拌机中混合，设置公转转速25‑35rpm、分散转速1800‑2500rpm，搅拌50‑70min，得到陶瓷浆料；③、涂覆干燥：将步骤②制得的陶瓷浆料涂布于PE隔膜上，在温度为40‑80℃的烘箱内烘干水分，得到陶瓷隔膜。本申请具有工艺简单、无气泡、浆料浪费少的优点，有效降低了陶瓷隔膜的生产成本，制得的陶瓷隔膜具有优异的机械强度。

Description

一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法
技术领域
本发明涉及隔膜生产技术领域，特别涉及一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法。
背景技术
近年来，随着我国新能源产业的发展以及锂电池生产技术的不断提升，我国已经成为世界上最大的锂电池生产制造基地和第二大锂离子电池生产国和出口国。与此对应，我国对锂电池隔膜的需求也日益增长。
随着三元电池的推广以及磷酸铁锂电池能量密度的提升需求，陶瓷隔膜代替普通隔膜是未来高能量和高功率的大电池的必然选择，也是市场和科技的综合需要。因此，掌握陶瓷浆料制备技术、隔膜涂覆技术对于提升自主研发锂离子电池的整体竞争力、对完善产业链结构具有重要的作用。
目前市场上用的主要是陶瓷隔膜是氧化铝附着在基膜上，然而传统陶瓷浆料为提高陶瓷材料的分散效果和粘结效果，通常加入有润湿剂和粘接剂，其加入的润湿剂在涂布过程中容易产生气泡，进而导致隔膜涂布难度加大，增加了浆料的浪费率，使得陶瓷浆料的生产成本较高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其具有工艺简单、无气泡、浆料浪费少的优点，降低了隔膜的涂覆制备成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，包括以下步骤：
①、粘结剂的溶解：将粘结剂LA132溶解于去离子水中，得到粘结液；
②、陶瓷浆料的制备：将步骤①制得的粘结液和氧化铝粉于双行星搅拌机中混合，设置公转转速25-35rpm、分散转速1800-2500rpm，搅拌50-70min，得到陶瓷浆料；
③、涂覆干燥：将步骤②制得的陶瓷浆料涂布于PE隔膜上，在温度为40-80℃的烘箱内烘干水分，得到陶瓷隔膜。
通过采用上述技术方案，粘结剂LA132为水性粘结剂，本申请通过将粘结剂LA132溶解于去离子水中制成粘结液，再用粘结液对氧化铝粉加以粘结，使得制得的陶瓷浆料具有优异的粘结性，最后制成高机械强度的陶瓷隔膜。本申请的陶瓷浆料仅通过粘结剂LA132、去离子水和氧化铝粉这三种物料搅拌制得，其由于未添加润湿剂而无气泡，提高了陶瓷浆料的涂覆效果，具有工艺简单、无气泡、浆料浪费少的优点，进而降低了陶瓷隔膜的生产成本。
进一步地，步骤①中，所述粘结剂LA132的添加量为去离子水的3-5wt%。
进一步地，步骤②中，所述氧化铝粉与粘结剂LA132的重量比为100:（10-15）。
通过采用上述技术方案，粘结剂LA132的添加量按照去离子水的3-5wt%进行添加、氧化铝粉与粘结剂LA132的重量比为100:（10-15）时，其对应制得的陶瓷浆料中，氧化铝粉的粘结效果能够明显得到改善，进而明显提高了陶瓷隔膜的剥离强度，使得陶瓷隔膜具有优异的机械强度。
进一步地，步骤②中，所述氧化铝粉的表面附着有多巴胺。
通过采用上述技术方案，多巴胺具有优异的亲水性，且其溶于水中不会产生气泡，进而有助于氧化铝粉其较好的分散于粘结剂LA132的水溶液中。此外，多巴胺自身容易自聚形成具有粘性的聚多巴胺，因此能对粘结剂LA132具有较好的增韧作用，两者能够起到协同作用，有效提高陶瓷的机械强度。
进一步地，步骤②中，所述表面附着有多巴胺的氧化铝粉的制备方法，包括以下步骤：
a、混合：往市售的氧化铝粉中加入多巴胺粉，预热2min后，控制搅拌速度为30rpm，搅拌8min，得到预混料；
b、搅拌附着：在30rpm的搅拌速度下，往预混料中喷洒37±2℃的去离子水，且去离子水的添加量为预混料的12wt%，喷洒时间为20min，得到氧化铝改性料；
c、干燥过筛：将氧化铝改性料置于80±2℃的烘箱内烘干水分，过1200目筛网后，得到表面附着有多巴胺的氧化铝粉。
进一步地，步骤a中，所述氧化铝粉与多巴胺粉的重量比为100:1。
通过采用上述技术方案，本申请在制备表面附着有多巴胺的氧化铝粉时，将多巴胺粉与氧化铝粉混合后再喷洒37±2℃的热水，能够在减少水分的同时促使多巴胺较好的附着于氧化铝粉的表面，便于氧化铝粉后期对水分的干燥去除，有助于批量制备出表面附着有多巴胺的氧化铝粉以供存储备用，同时提高了该氧化铝粉的生产效率。
进一步地，步骤a中，所述预热温度为37±2℃。
通过采用上述技术方案，将多巴胺粉和氧化铝粉在37±2℃中预热，能够有助于减少去离子水喷洒时热量的损耗，同时促使多巴胺更均匀的附着于氧化铝的表面。
进一步地，步骤③中，所述陶瓷浆料的涂布速度为20-50m/min。
进一步地，步骤③中，所述陶瓷浆料干燥后得到的涂层厚度为4μm，所述PE隔膜的厚度为12μm。
通过采用上述技术方案，当陶瓷浆料的涂布速度为20-50m/min，并限定涂层厚度为4μm、PE隔膜的厚度为12μm时，其涂覆的陶瓷隔膜中氧化铝分布较为均匀，具有更为优异的机械性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本申请通过直接将粘结剂LA132、去离子水和氧化铝粉这三种物料搅拌制得相应陶瓷浆料，具有工艺简单、无气泡、浆料浪费少的优点，有效降低了陶瓷隔膜的生产成本，制得的陶瓷隔膜具有优异的机械强度；
2、本申请的氧化铝粉表面附着有多巴胺，一方面增加氧化铝粉在粘结剂LA132水溶液中的分散效果，另一方面能与粘结剂LA132产生协同作用，有效提高了制得的陶瓷隔膜的机械强度；
3、本申请采用自制的方法制备表面附着有多巴胺的氧化铝粉，便于其批量制备以供存储备用，同时提高了其生产效率。
附图说明
图1为陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法的工艺图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
1、原料
1.1、粘结剂LA132，购自北京华威锐科化工有限公司，编号为HWG53922。
1.2、氧化铝粉1，购自洛阳中超新材料股份有限公司，CAS号为1344-28-1，产品等级为高纯超细氧化铝，含量为99.95%。
1.3、多巴胺粉，购自上海凯杜实业发展有限公司，1788系列，产品编号为K-101020。
1.4、氧化铝粉2，表面附着有多巴胺的氧化铝粉，自制，其制备方法包括以下步骤：
a、混合：按氧化铝粉与多巴胺粉的重量比为100:1，往氧化铝粉1中加入多巴胺粉，在37±2℃的温度下预热2min后，控制搅拌速度为30rpm，搅拌8min，得到预混料；
b、搅拌附着：在30rpm的搅拌速度下，往预混料中喷洒37±2℃的去离子水，且去离子水的添加量为预混料的12wt%，喷洒时间为20min，得到氧化铝改性料；
c、干燥过筛：将氧化铝改性料置于80±2℃的烘箱内烘干水分，过1200目筛网后，得到表面附着有多巴胺的氧化铝粉2。
2、实施例
2.1、实施例1
一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，参见图1，包括以下步骤：
①、粘结剂的溶解：按粘结剂LA132的添加量为去离子水的4wt%，将粘结剂LA132溶解于去离子水中，得到粘结液；
②、陶瓷浆料的制备：将步骤①制得的粘结液和氧化铝粉2于双行星搅拌机中混合，其中氧化铝粉2与粘结剂LA132的重量比为100:13，设置公转转速30rpm、分散转速2000rpm，搅拌60min，得到陶瓷浆料；
③、涂覆干燥：将步骤②制得的陶瓷浆料以40m/min的涂布速度涂布于12μm厚的PE隔膜上，在温度为70℃的烘箱内烘干水分，得到陶瓷隔膜，且陶瓷浆料干燥后形成的涂层厚度为4μm。
2.2、实施例2-6
实施例2-6在实施例1的方法基础上，对陶瓷隔膜的制备参数加以调整，具体调整情况参见下表一。
表一 实施例1-6的陶瓷隔膜的制备参数表
Figure 979901DEST_PATH_IMAGE002
3、对比例
本对比例采用传统氧化铝搅拌工艺制得陶瓷浆料进行涂覆成型，其中添加的润湿剂为cf-10（广州雅创贸易公司），PE隔膜的厚度为12μm，涂层的厚度为4μm。
4、性能测试
将上述实施例1-6以及对比例1的陶瓷隔膜按Q_JD-C BZ-R&D-001-2017的标准进行如下性能测试，测试结果参见下表二。
表二 实施例1-6以及对比例1的陶瓷隔膜的检测结果
Figure 834724DEST_PATH_IMAGE004
结合表二，将实施例1、4与对比例1的检测结果进行比较，可以得到，本申请通过直接将粘结剂LA132、去离子水和氧化铝粉这三种物料搅拌制得相应陶瓷浆料，具有工艺简单、无气泡、浆料浪费少的优点，有效降低了陶瓷隔膜的生产成本，制得的陶瓷隔膜具有优异的机械强度。
将实施例1-3与实施例4的检测结果进行比较，可以得到，使用表面附着有多巴胺的氧化铝粉，其一方面增加氧化铝粉在粘结剂LA132水溶液中的分散效果，另一方面能与粘结剂LA132产生协同作用，有效提高了制得的陶瓷隔膜的机械强度。
将实施例1-3与实施例5-6的检测结果进行比较，可以得到，当“粘结剂LA132的添加量为去离子水的3-5wt%、氧化铝粉与粘结剂LA132的重量比为100:（10-15）、陶瓷浆料的涂布速度为20-50m/min”时，其制得的陶瓷隔膜的机械强度能够进一步得到改善。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①、粘结剂的溶解：将粘结剂LA132溶解于去离子水中，得到粘结液；
②、陶瓷浆料的制备：将步骤①制得的粘结液和氧化铝粉于双行星搅拌机中混合，设置公转转速25-35rpm、分散转速1800-2500rpm，搅拌50-70min，得到陶瓷浆料；
其中，所述氧化铝粉的表面附着有多巴胺，所述表面附着有多巴胺的氧化铝粉的制备方法，包括以下步骤：
a、混合：往市售的氧化铝粉中加入多巴胺粉，预热2min后，控制搅拌速度为30rpm，搅拌8min，得到预混料；
b、搅拌附着：在30rpm的搅拌速度下，往预混料中喷洒37±2℃的去离子水，且去离子水的添加量为预混料的12wt%，喷洒时间为20min，得到氧化铝改性料；
c、干燥过筛：将氧化铝改性料置于80±2℃的烘箱内烘干水分，过1200目筛网后，得到表面附着有多巴胺的氧化铝粉；
③、涂覆干燥：将步骤②制得的陶瓷浆料涂布于PE隔膜上，在温度为40-80℃的烘箱内烘干水分，得到陶瓷隔膜。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤①中，所述粘结剂LA132的添加量为去离子水的3-5wt%。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤②中，所述氧化铝粉与粘结剂LA132的重量比为100:（10-15）。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤a中，所述氧化铝粉与多巴胺粉的重量比为100:1。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤a中，预热温度为37±2℃。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤③中，所述陶瓷浆料的涂布速度为20-50m/min。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法，其特征在于，步骤③中，所述陶瓷浆料干燥后得到的涂层厚度为4μm，所述PE隔膜的厚度为12μm。
CN201910951344.3A 2019-10-08 2019-10-08 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法 Active CN110660950B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910951344.3A CN110660950B (zh) 2019-10-08 2019-10-08 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910951344.3A CN110660950B (zh) 2019-10-08 2019-10-08 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110660950A CN110660950A (zh) 2020-01-07
CN110660950B true CN110660950B (zh) 2022-06-14

Family

ID=69038610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910951344.3A Active CN110660950B (zh) 2019-10-08 2019-10-08 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110660950B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105070868A (zh) * 2015-08-26 2015-11-18 厦门大学 一种多巴胺改性陶瓷复合隔膜及其应用
CN110165126A (zh) * 2019-06-10 2019-08-23 桑顿新能源科技(长沙)有限公司 一种锂离子电池用隔膜及其制备方法及其锂离子电池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6840396B2 (ja) * 2015-08-26 2021-03-10 厦▲門▼大学 改質のセラミックセパレータ複合体及びその製造方法
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
EP3312908B1 (en) * 2016-10-19 2019-07-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing negative electrode
CN107507950A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 厦门大学 含多巴胺复合粘结剂的陶瓷隔膜及在锂离子电池中的应用
CN108752612A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 杭州电子科技大学 基于pmma三明治结构的高储能介电复合材料制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105070868A (zh) * 2015-08-26 2015-11-18 厦门大学 一种多巴胺改性陶瓷复合隔膜及其应用
CN110165126A (zh) * 2019-06-10 2019-08-23 桑顿新能源科技(长沙)有限公司 一种锂离子电池用隔膜及其制备方法及其锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖海洋.锂离子电池隔膜的制备与改性研究.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅱ辑》.2018,C042-33. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110660950A (zh) 2020-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101393978B (zh) 一种锂离子电池电极用浆料及其制备方法
CN103296257B (zh) 一种改性锂离子电池钛酸锂负极材料的制备方法
CN104637571A (zh) 一种陶瓷电容器用银浆料及其制备方法
CN112018315B (zh) 一种富锂陶瓷涂覆隔膜及其制备方法
CN111403076A (zh) 一种提升双面perc电池效率的铝浆的制备方法
EP2209153A1 (en) Lithium iron phosphate battery electrode and method for manufacturing the same
CN110459733B (zh) 一种锂离子电池负电极的制备方法
CN105129844A (zh) 一种改性锂电池钛酸锂负极材料的制备方法
CN107565089A (zh) 一种制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法及电池
CN110660950B (zh) 一种陶瓷浆料隔膜涂覆制备方法
CN112086610B (zh) 一种非对称性pvdf涂覆隔膜及其制备方法
CN107256948A (zh) 一种高性能酚醛树脂炭包覆球形石墨负极材料制备方法
CN114171255A (zh) 一种复合导电功能性银浆及其制备方法
CN101604741A (zh) 一种磷酸铁锂动力电池的水性正极配方及制备方法
CN115275155B (zh) 一种易加工的磷酸铁锂复合材料及其制备方法
CN108192407B (zh) 一种环保内墙腻子粉及其制备方法
CN115106520B (zh) 一种复合型颗粒状银粉及其制备方法与应用
CN105047930A (zh) 一种各向同性石墨负极材料及其制备方法
CN112831270B (zh) 一种耐高温高湿高压、耐酸碱高附着力滚喷涂料
CN108933233A (zh) 一种铅酸蓄电池正极铅膏及采用该铅膏制备极板的方法
CN101672757B (zh) 一种磷酸亚铁锂涂布特性的评判方法
CN110627411B (zh) 一种耐高温锂离子电池隔膜用陶瓷浆料及其应用
CN109244471B (zh) 一种电池电极粘结剂
CN112397680A (zh) 钛酸锂复合材料及其制备方法、电池极片和锂离子电池
CN104167535A (zh) 一种防止涂布后龟裂掉粉的锂离子电池浆料及其制备方法

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