CN111370622A - 可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池 - Google Patents

可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池。其中可控涂覆面积的涂胶隔膜包括：基膜、位于基膜表面的涂胶层；其中所述涂胶层包括以下原料：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。

Description

可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池。
背景技术
传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行控制，导致涂胶隔膜涂胶量过多或者过少，过多导致隔膜堵孔概率增大，电池的电性能降低；而过少又会导致涂胶隔膜的粘接力不足，起不到涂胶隔膜粘接的目的。
发明内容
本发明提供了一种可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可控涂覆面积的涂胶隔膜，包括：基膜、位于基膜表面的涂胶层；其中所述涂胶层包括以下原料：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。
第二方面，本发明提供了一种涂胶隔膜的制备方法，包括：制备浆料；将浆料涂覆在基膜表面；烘烤，使浆料中的有机溶剂挥发，形成涂胶层。
第三方面，本发明提供了一种涂胶层，包括以下原料：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。
第四方面，本发明提供了一种锂电池，包括：隔膜；所述隔膜采用如权前所述的涂胶隔膜。
本发明的有益效果是，本发明的可控涂覆面积的涂胶隔膜及其制备方法、涂胶层、锂电池将有机溶剂、胶粒掺入浆料中，在涂胶浆料涂覆隔膜后，有机溶剂所在的区域无法被胶粒覆盖，经过烘烤后，有机溶剂完全挥发，就导致有机溶剂原来所在的区域不被胶粒覆盖。而通过控制有机溶剂在涂胶浆料中的比例就可以控制胶粒在基膜上的涂覆面积，制成可控涂覆面积涂胶隔膜，既保证了涂胶隔膜的粘接力，又避免导致涂胶隔膜过多的堵孔。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的涂胶隔膜的制备工艺流程图；
图2是本发明的涂胶隔膜的结构示意图；
图2中：基膜1，涂胶层2，涂胶区21，未涂胶区22。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一部分：
传统的涂胶隔膜无法对单位面积内的隔膜涂胶面积进行控制，导致涂胶隔膜涂胶量过多或者过少，过多导致隔膜堵孔概率增大，电池的电性能降低；而过少又会导致涂胶隔膜的粘接力不足，起不到涂胶隔膜粘接的目的。为此，见图2，本发明提供了一种可控涂覆面积的涂胶隔膜，包括：基膜1、位于基膜1表面的涂胶层2；其中所述涂胶层2包括以下原料：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。所述有机溶剂包括但不限于二氯甲烷，不溶于水且沸点低，在浆料涂覆隔膜后，胶粒涂覆的区域为涂胶区21，二氯甲烷所在的区域无法被胶粒覆盖，同时经过烘烤之后，二氯甲烷完全挥发，就导致二氯甲烷原来所在的区域不被胶粒覆盖，形成未涂胶区22。因此可以通过控制有机溶剂在涂胶层原料中的比例，来控制胶粒在基膜上的涂覆面积。
可选的，胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂的质量比为1：（0.05-0.1）：（0.005-0.009）：（0.1-0.5）：（0.05-0.3）：（0.01-0.3）：（2-15）：（0.05-0.15）；以及各原料适于混合形成浆料，以涂覆在基膜表面，形成涂胶层。
可选的，胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂的质量比为1：0.08：0.007：0.3：0.1：0.2：10：1。
可选的，胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂的质量比为1：0.06：0.008：0.4：0.25：0.1：5：0.12。
可选的，所述浆料在基膜表面的涂覆面积占基膜面积的80%-95%，可选为85%、89%。
同时，对涂胶层原料对应的具体物质做出部分列举，以便于理解方案，如下：
所述消泡剂包括：乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种组合。
所述防沉剂包括：溶剂型助剂、无溶剂型助剂、新型流变助剂中的一种或几种组合。
所述胶粒包括：PVDF（聚偏氟乙烯）胶粒、PVA（聚乙烯醇）胶粒、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）胶粒、AFL胶粒（例如改性丙烯酸类胶粒或聚丙烯酸改性胶粒）中的任一种。
所述分散剂包括有机分散剂和\或无机分散剂；其中所述有机分散剂包括但不限于：三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种；以及所述无机分散剂包括但不限于硅酸盐类、碱金属磷酸盐类中的至少一种。以及，所述碱金属磷酸盐类包括但不限于：三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。
所述润湿剂包括但不限于：阴离子型、非离子型表面活性剂中的一种或几种。润湿剂主要是解决浆料的表面张力过大的问题，利于涂覆在基材上，形成锂电池隔膜，也可以提高浆料与隔膜之间的粘接性。
所述粘结剂包括但不限于丙烯酸型粘结剂。
如前所述，见图1，本发明提供了一种涂胶隔膜的制备方法，包括：制备浆料；将浆料涂覆在基膜表面；烘烤，使浆料中的有机溶剂挥发，形成涂胶层。
所述制备浆料的方法包括将胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶等原料混合，分散均匀，形成浆料。将浆料涂覆在基膜表面，烘烤使二氯甲烷完全挥发，此时，胶粒涂覆的区域即为涂胶区21，二氯甲烷所在的区域无法被胶粒覆盖，在烘烤之后，二氯甲烷完全挥发，就导致二氯甲烷原来所在的区域不被胶粒覆盖，形成未涂胶区22。因此可以通过控制有机溶剂在涂胶层原料中的比例，来控制胶粒在基膜上的涂覆面积，形成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
如前所述，本发明提供了一种涂胶层，包括以下原料：胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。
如前所述，本发明提供了一种锂电池，包括：隔膜；所述隔膜采用如权前所述的涂胶隔膜。
第二部分：
实施例1
将分散剂50kg加入300kg水中，进行搅拌分散30min；然后加入0.6kg润湿剂，进行搅拌分散30min；再加入10kg消泡剂、3kg防沉剂，进行搅拌分散30min；取100kgPVDF胶粒溶于搅拌后的溶液中，进行砂磨或者机械分散，直至分散均匀；在分散均匀后的溶液中添加40kg粘结剂，进行搅拌分散60min；再加入10kg有机溶剂二氯甲烷，搅拌分散60min；制成浆料后通过微凹版涂覆进行隔膜涂覆，烘烤使二氯甲烷完全挥发，制成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
实施例2
将分散剂5kg加入200kg水中，进行搅拌分散30min；然后加入0.5kg润湿剂，进行搅拌分散30min；再加入20kg消泡剂、1kg防沉剂，进行搅拌分散30min；取100kgPVDF胶粒溶于搅拌后的溶液中，进行砂磨或者机械分散，直至分散均匀；在分散均匀后的溶液中添加10kg粘结剂，进行搅拌分散60min；再加入8kg有机溶剂二氯甲烷，搅拌分散60min；制成浆料后通过微凹版涂覆进行隔膜涂覆，烘烤使二氯甲烷完全挥发，制成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
实施例3
将分散剂10kg加入1500kg水中，进行搅拌分散30min；然后加入0.9kg润湿剂，进行搅拌分散30min；再加入30kg消泡剂、20kg防沉剂，进行搅拌分散30min；取100kgPVDF胶粒溶于搅拌后的溶液中，进行砂磨或者机械分散，直至分散均匀；在分散均匀后的溶液中添加35kg粘结剂，进行搅拌分散60min；再加入15kg有机溶剂二氯甲烷，搅拌分散60min；制成浆料后通过微凹版涂覆进行隔膜涂覆，烘烤使二氯甲烷完全挥发，制成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
实施例4
将分散剂6kg加入800kg水中，进行搅拌分散30min；然后加入0.7kg润湿剂，进行搅拌分散30min；再加入10kg消泡剂、30kg防沉剂，进行搅拌分散30min；取100kgPVDF胶粒溶于搅拌后的溶液中，进行砂磨或者机械分散，直至分散均匀；在分散均匀后的溶液中添加50kg粘结剂，进行搅拌分散60min；再加入12kg有机溶剂二氯甲烷，搅拌分散60min；制成浆料后通过微凹版涂覆进行隔膜涂覆，烘烤使二氯甲烷完全挥发，制成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
实施例5
将分散剂9kg加入500kg水中，进行搅拌分散30min；然后加入0.8kg润湿剂，进行搅拌分散30min；再加入18kg消泡剂、25kg防沉剂，进行搅拌分散30min；取100kgPVDF胶粒溶于搅拌后的溶液中，进行砂磨或者机械分散，直至分散均匀；在分散均匀后的溶液中添加28kg粘结剂，进行搅拌分散60min；再加入7kg有机溶剂二氯甲烷，搅拌分散60min；制成浆料后通过微凹版涂覆进行隔膜涂覆，烘烤使二氯甲烷完全挥发，制成可控涂覆面积的涂胶隔膜。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种涂胶隔膜，其特征在于，包括：
基膜、位于基膜表面的涂胶层；其中
所述涂胶层包括以下原料：
胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的涂胶隔膜，其特征在于，
胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂的质量比为1：（0.05-0.1）：（0.005-0.009）：（0.1-0.5）：（0.05-0.3）：（0.01-0.3）：（2-15）：（0.05-0.15）；以及
各原料适于混合形成浆料，以涂覆在基膜表面，形成涂胶层。
3.根据权利要求2所述的涂胶隔膜，其特征在于，
所述浆料在基膜表面的涂覆面积占基膜面积的80%-95%。
4.根据权利要求1所述的涂胶隔膜，其特征在于，
所述有机溶剂包括二氯甲烷。
5.根据权利要求1所述的涂胶隔膜，其特征在于，
所述消泡剂包括：乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的涂胶隔膜，其特征在于，
所述防沉剂包括：溶剂型助剂、无溶剂型助剂、新型流变助剂中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的涂胶隔膜，其特征在于，
所述胶粒包括：聚偏氟乙烯胶粒、PVA胶粒、PMMA胶粒、AFL胶粒中的任一种；
所述分散剂包括有机分散剂和\或无机分散剂；其中
所述有机分散剂包括：三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种；
所述无机分散剂包括硅酸盐类、碱金属磷酸盐类中的至少一种；以及
所述碱金属磷酸盐类包括：三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。
8.一种涂胶隔膜的制备方法，其特征在于，包括：
制备浆料；
将浆料涂覆在基膜表面；
烘烤，使浆料中的有机溶剂挥发，形成涂胶层。
9.一种涂胶层，其特征在于，包括以下原料：
胶粒、分散剂、润湿剂、粘结剂、消泡剂、防沉剂、水、有机溶剂。
10.一种锂电池，其特征在于，包括：
隔膜；
所述隔膜采用如权利要求1所述的涂胶隔膜。
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