CN111518442B - 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法 - Google Patents

一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111518442B
CN111518442B CN202010209764.7A CN202010209764A CN111518442B CN 111518442 B CN111518442 B CN 111518442B CN 202010209764 A CN202010209764 A CN 202010209764A CN 111518442 B CN111518442 B CN 111518442B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pvdf
diaphragm
coating
oil
slurry
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
CN202010209764.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111518442A (zh
Inventor
袁海朝
徐锋
李腾
苏碧海
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.)
Hebei Gellec New Energy Material Science and Technoloy Co Ltd
Original Assignee
Hebei Gellec New Energy Material Science and Technoloy 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 Hebei Gellec New Energy Material Science and Technoloy Co Ltd filed Critical Hebei Gellec New Energy Material Science and Technoloy Co Ltd
Priority to CN202010209764.7A priority Critical patent/CN111518442B/zh
Publication of CN111518442A publication Critical patent/CN111518442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111518442B publication Critical patent/CN111518442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/16Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/20Diluents or solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,将PVDF粉末溶解于分散剂中,然后跟碳酸二甲酯非溶剂混合,得到PVDF浆料;将勃姆石均匀分散在三丙二醇溶剂中,得到陶瓷浆料;然后将二者混合得到隔膜涂覆液,将隔膜涂覆液经网纹辊涂覆于基膜表面,经萃取固化,烘干收卷得到油系PVDF涂层隔膜。本发明的方法简单易操作,在陶瓷浆料的配制中加入了陶瓷分散有机溶剂三丙二醇,在PVDF浆料的配制中加入了非溶剂碳酸二甲酯,改变了原有PVDF的固含量,在涂覆制备隔膜时进行非溶剂造孔,显著改善了隔膜涂层油系PVDF造孔,使得隔膜的电镜外观孔径立体均匀,同时降低隔膜的透气增值,提高隔膜的粘结力。

Description

一种改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜技术领域,尤其涉及一种改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法。
背景技术
在锂电池用隔膜的制造过程中,涂覆油系PVDF涂层时,其电镜外观造孔较差,犹如板结在一起,其透气增值较高,隔膜的粘结力较小。一种表面孔径立体均匀的油系PVDF隔膜不仅可以增加其粘结力,减少PVDF涂层脱落的风险,还可以使隔膜的透气增值大大的降低,保证了隔膜在锂电池中锂离子穿梭的数量。因此,现需要一种可以改善油系PVDF涂层的造孔的方法,改善其电镜外观,降低隔膜的透气增值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种隔膜涂覆液的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
本发明的另一目的是提供基于上述隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法。
本发明的另一目的是提供上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末充分溶解于分散剂中,得到混合溶液,其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为5-8wt%,所述混合溶液中分散剂的质量分数为92-95wt%;
在步骤1中,所述PVDF粉末的数均分子量为470000-500000;
在步骤1中,所述分散剂为二甲基乙酰胺或N甲基吡咯烷酮;
在步骤1中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得PVDF粉末充分溶解,搅拌时间为60-90min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min。
步骤2:将步骤1得到的混合溶液与碳酸二甲酯混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为90-95wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯的质量分数为5-10wt%;
在步骤2中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得步骤1得到的混合溶液与碳酸二甲酯混合均匀,搅拌时间为20-30min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min。
步骤3:将勃姆石均匀分散在三丙二醇中,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中勃姆石的质量分数为33-45wt%,所述陶瓷浆料中三丙二醇的质量分数为55-67wt%;
在步骤3中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得勃姆石均匀分散,搅拌时间为160-200min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为2500-3000r/min。
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料混合均匀,得到隔膜涂覆液,其中,所述隔膜涂覆液中步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为80-85wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为15-20wt%;
在步骤4中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料混合均匀,搅拌时间为30-35min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经网纹辊涂覆于基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
在上述方法中,所述基膜为聚乙烯基膜;
在上述方法中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力28-35N,收卷张力2-5N,网纹辊速比100-140%,烘道张力18-30N,萃取张力5-10N;
在上述方法中,萃取通过下述步骤进行:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为分散剂与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一个槽中分散剂与去离子水的质量比为3:2,第二个槽中分散剂与去离子水的质量比为1:1,第三个槽中分散剂与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
本发明的有益效果是:本发明的方法简单易操作,在陶瓷浆料的配制中加入了陶瓷分散有机溶剂三丙二醇,在PVDF浆料的配制中加入了非溶剂碳酸二甲酯,改变了原有PVDF的固含量,在涂覆制备隔膜时进行非溶剂造孔,显著改善了隔膜涂层油系PVDF造孔,使得隔膜的电镜外观孔径立体均匀,同时降低隔膜的透气增值,提高隔膜的粘结力。
附图说明
图1为本发明实施例1的隔膜电镜照片;
图2为本发明实施例2的隔膜电镜照片;
图3为本发明实施例3的隔膜电镜照片;
图4为本发明对比例1的隔膜电镜照片;
图5为本发明对比例2的隔膜电镜照片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明具体实施方式中使用的相关仪器设备如下:
双行星搅拌机,型号HY-DLH43L,广州红尚机械科技有限公司;
德国Mahr马尔全自动薄膜测厚仪,型号C1216M-AT;
日本AsahiSeiko旭精工透气仪,型号EG01-55-1MR;
日本岛津拉伸机,型号AGS-X(100N)。
本发明具体实施方式中使用的相关药品如下:
二甲基乙酰胺,纯度99.5%,天津市恒星化学试剂制造有限公司;
碳酸二甲酯,纯度99.5%,天津市恒星化学试剂制造有限公司;
PVDF粉末,纯度99.8%,数均分子量470000,苏威(上海)有限公司;
三丙二醇,纯度99.5%,天津市恒星化学试剂制造有限公司;
勃姆石,纯度99.9%,中国铝业集团有限公司。
实施例1
本发明的一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末和二甲基乙酰胺加入到双行星搅拌机中搅拌60min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使PVDF粉末充分溶解,得到混合溶液;其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为5wt%,所述混合溶液中二甲基乙酰胺的质量分数为95wt%;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液和碳酸二甲酯加入到双行星搅拌机中搅拌20min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为90wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯质量分数为10wt%;所述碳酸二甲酯是一种溶液,在浆料体系中并不充当溶剂,但可以混合浆料,称为非溶剂,在萃取时溶解到萃取液当中,可使隔膜造孔;
步骤3:将勃姆石和三丙二醇溶剂加入到双行星搅拌机中搅拌160min,搅拌速率公转为35r/min,自转为2500r/min,使勃姆石均匀分散,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中勃姆石的质量分数为33wt%,所述陶瓷浆料中三丙二醇的质量分数为67wt%;
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料加入到双行星搅拌机中搅拌30min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到隔膜涂覆液;其中,所述隔膜涂覆液中步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为80wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为20wt%。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经长为1150mm、直径为100mm、涂覆厚度为1μm的网纹辊涂覆于边长为1000mm、厚度为12μm的聚乙烯基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
其中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力32N,收卷张力4N,网纹辊速比140%,烘道张力18N,萃取张力10N;
其中,萃取的具体过程为:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为二甲基乙酰胺与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为3:2,第二槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量为1:1,第三槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
实施例2
本发明的一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末和二甲基乙酰胺加入到双行星搅拌机中搅拌75min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1000r/min,使PVDF粉末充分溶解,得到混合溶液;其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为7wt%,,所述混合溶液中二甲基乙酰胺质量分数为93wt%;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液和碳酸二甲酯加入到双行星搅拌机中搅拌25min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为93wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯的质量分数为7wt%;所述碳酸二甲酯是一种溶液,在浆料体系中并不充当溶剂,但可以混合浆料,称为非溶剂,在萃取时溶解到萃取液当中,可使隔膜造孔;
步骤3:将勃姆石和三丙二醇溶剂加入到双行星搅拌机中搅拌180min,搅拌速率公转为40r/min,自转为2500r/min,使勃姆石均匀分散,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中勃姆石的质量分数为38wt%,,所述陶瓷浆料中三丙二醇的质量分数为62wt%;
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料加入到双行星搅拌机中搅拌33min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到隔膜涂覆液;其中,步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为83wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为17wt%。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经长为1150mm、直径为100mm、涂覆厚度为1μm的网纹辊涂覆于边长为1000mm、厚度为12μm的聚乙烯基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
其中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力32N,收卷张力4N,网纹辊速比140%,烘道张力18N,萃取张力10N;
其中,萃取的具体过程为:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为二甲基乙酰胺与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为3:2,第二槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为1:1,第三槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
实施例3
本发明的一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末和N甲基吡咯烷酮加入到双行星搅拌机中搅拌90min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1500r/min,使PVDF粉末充分溶解,得到混合溶液;其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为8wt%,所述混合溶液中N甲基吡咯烷酮的质量分数为92wt%;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液和碳酸二甲酯加入到双行星搅拌机中搅拌30min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1500r/min,使二者混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为95wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯的质量分数为5wt%;所述碳酸二甲酯是一种溶液,在浆料体系中并不充当溶剂,但可以混合浆料,称为非溶剂,在萃取时溶解到萃取液当中,可使隔膜造孔;
步骤3:将勃姆石和三丙二醇溶剂加入到双行星搅拌机中搅拌200min,搅拌速率公转为40r/min,自转为3000r/min,使勃姆石均匀分散,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中勃姆石的质量分数为45wt%,所述陶瓷浆料中三丙二醇质量分数为55wt%;
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料加入到双行星搅拌机中搅拌35min,搅拌速率公转为40r/min,自转为1500r/min,使二者混合均匀,得到隔膜涂覆液;其中,所述隔膜涂覆液中步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为85wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为15wt%。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经长为1150mm、直径为100mm、涂覆厚度为1μm的网纹辊涂覆于边长为1000mm、厚度为12μm的聚乙烯基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
其中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力32N,收卷张力4N,网纹辊速比140%,烘道张力18N,萃取张力10N;
其中,萃取的具体过程为:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为N甲基吡咯烷酮与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一槽中N甲基吡咯烷酮与去离子水的质量比为3:2,第二槽中N甲基吡咯烷酮与去离子水的质量比为1:1,第三槽中N甲基吡咯烷酮与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
对比例1
现有技术中一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末和二甲基乙酰胺加入到双行星搅拌机中搅拌90min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使PVDF粉末充分溶解,得到混合溶液;其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为5wt%,所述混合溶液中二甲基乙酰胺的质量分数为95wt%;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液和碳酸二甲酯加入到双行星搅拌机中搅拌30min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为90wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯的质量分数为10wt%;所述碳酸二甲酯是一种溶液,在浆料体系中并不充当溶剂,但可以混合浆料,称为非溶剂,在萃取时溶解到萃取液当中,可使隔膜造孔;
步骤3:将氧化铝和二甲基乙酰胺加入到双行星搅拌机中搅拌160min,搅拌速率公转为40r/min,自转为2500r/min,然后放入砂磨机当中砂磨15min,砂磨机转速为600r/min,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中氧化铝的质量分数为33wt%,所述陶瓷浆料中二甲基乙酰胺的质量分数为67wt%;
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料加入到双行星搅拌机中搅拌35min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到隔膜涂覆液;其中,所述隔膜涂覆液中步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为80wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为20wt%。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液制备油系PVDF涂层隔膜的方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经长为1150mm、直径为100mm、涂覆厚度为1μm的网纹辊涂覆于边长为1000mm、厚度为12μm的聚乙烯基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
其中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力32N,收卷张力4N,网纹辊速比140%,烘道张力18N,萃取张力10N;
其中,萃取的具体过程为:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为二甲基乙酰胺与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为3:2,第二槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量为1:1,第三槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
对比例2
现有技术中一种隔膜涂覆液的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末和二甲基乙酰胺加入到双行星搅拌机中搅拌90min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使PVDF粉末充分溶解,得到混合溶液;其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为5wt%,所述混合溶液中二甲基乙酰胺的质量分数为95wt%;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液和碳酸二甲酯加入到双行星搅拌机中搅拌30min,搅拌速率公转为35r/min,自转为1000r/min,使二者混合均匀,得到隔膜涂覆液;其中,所述隔膜涂覆液中步骤1得到的混合溶液的质量分数为90wt%,所述隔膜涂覆液中碳酸二甲酯的质量分数为10wt%;所述碳酸二甲酯是一种溶液,在浆料体系中并不充当溶剂,但可以混合浆料,称为非溶剂,在萃取时溶解到萃取液当中,可使隔膜造孔。
通过上述制备方法获得的隔膜涂覆液。
一种基于上述隔膜涂覆液制备油系PVDF涂层隔膜方法,包括以下步骤:
将上述隔膜涂覆液经长为1150mm、直径为100mm、涂覆厚度为1μm的网纹辊涂覆于边长为1000mm、厚度为12μm的聚乙烯基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜;
其中,涂覆过程的参数设置为:放卷张力32N,收卷张力4N,网纹辊速比140%,烘道张力18N,萃取张力10N;
其中,萃取的具体过程为:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为二甲基乙酰胺与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为3:2,第二槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量为1:1,第三槽中二甲基乙酰胺与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
通过上述方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
通过扫描电镜对实施例1至3和对比例1至2制得的油系PVDF涂层隔膜的形貌进行表征。如图1至3所示,实施例1至3的PVDF造孔较为立体且呈现网状结构,陶瓷裸露较少,有利于增加隔膜粘结力;如图4和5所示,PVDF孔径较少,且极为不立体,比表面积较小,外观较差,由此表明本发明的方法显著改善了隔膜涂层油系PVDF造孔。
分别对实施例1至3和对比例1至2制得的油系PVDF涂层隔膜的厚度、透气增值、粘结力进行了测试,具体地,(1)厚度:取样1000mm×120mm,放入测厚仪上均匀测试10个点,删去波动超过40%的厚度,取平均值;(2)透气增值:取样1000mm×120mm,放入透气仪上均匀测试10个点,取平均值;(3)粘结力:将尺寸为25.4mm的3M胶带取有效测试尺寸10cm,均匀粘到隔膜表面,碾压20s,在拉伸机上延一端边缘匀速拉伸。结果如表1所示:
表1油系PVDF涂层隔膜的厚度、透气增值、粘结力测试结果
Figure BDA0002422411770000081
由表1中结果可知,本发明实施例制得的油系PVDF涂层隔膜与对比例制得油系PVDF涂层隔膜厚度几乎无差别,但是透气增值显著降低,粘结力大幅提高,由此表明本发明的方法能显著降低油系PVDF涂层隔膜的透气增值,提高隔膜的粘结力。
本发明的方法简单易操作,显著改善了隔膜涂层油系PVDF造孔,使得隔膜的电镜外观孔径立体均匀,同时降低隔膜的透气增值,提高隔膜的粘结力。
本发明公开和提出的方法,本领域技术人员可通过借鉴本文内容,适当改变条件路线等环节实现,尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合,来实现最终的制备技术。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (9)

1.一种隔膜涂覆液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将PVDF粉末充分溶解于分散剂中,得到混合溶液,其中,所述混合溶液中PVDF粉末的质量分数为5-8wt%,所述混合溶液中分散剂的质量分数为92-95wt%;
其中,所述PVDF粉末的数均分子量为470000-500000,所述分散剂为二甲基乙酰胺或N甲基吡咯烷酮;通过在双行星搅拌机中搅拌使得PVDF粉末充分溶解,搅拌时间为60-90min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min;
步骤2:将步骤1得到的混合溶液与碳酸二甲酯混合均匀,得到PVDF浆料;其中,所述PVDF浆料中步骤1得到的混合溶液的质量分数为90-95wt%,所述PVDF浆料中碳酸二甲酯的质量分数为5-10wt%;
步骤3:将勃姆石均匀分散在三丙二醇中,得到陶瓷浆料;其中,所述陶瓷浆料中勃姆石的质量分数为33-45wt%,所述陶瓷浆料中三丙二醇的质量分数为55-67wt%;
步骤4:将步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料混合均匀,得到隔膜涂覆液,其中,所述隔膜涂覆液中步骤2得到的PVDF浆料的质量分数为80-85wt%,所述隔膜涂覆液中步骤3得到的陶瓷浆料的质量分数为15-20wt%。
2.根据权利要求1所述的隔膜涂覆液的制备方法,其特征在于,在步骤2中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得步骤1得到的混合溶液与碳酸二甲酯混合均匀,搅拌时间为20-30min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min。
3.根据权利要求1所述的隔膜涂覆液的制备方法,其特征在于,在步骤3中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得勃姆石均匀分散,搅拌时间为160-200min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为2500-3000r/min。
4.根据权利要求1所述的隔膜涂覆液的制备方法,其特征在于,在步骤4中,通过在双行星搅拌机中搅拌使得步骤2得到的PVDF浆料与步骤3得到的陶瓷浆料混合均匀,搅拌时间为30-35min,搅拌速率公转为35-40r/min,自转为1000-1500r/min。
5.通过权利要求1至4任一项所述的隔膜涂覆液的制备方法获得的隔膜涂覆液。
6.一种基于权利要求5所述的隔膜涂覆液改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述隔膜涂覆液经网纹辊涂覆于基膜表面,经萃取固化,烘干收卷,得到油系PVDF涂层隔膜。
7.根据权利要求6所述的改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,其特征在于,所述基膜为聚乙烯基膜;涂覆过程的参数设置为:放卷张力28-35N,收卷张力2-5N,网纹辊速比100-140%,烘道张力18-30N,萃取张力5-10N。
8.根据权利要求6所述的改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法,其特征在于,萃取通过下述步骤进行:把萃取槽分10个小槽,槽深1m,前三槽中为分散剂与去离子水按不同质量比混合的萃取液,形成凝固浴,第一个槽中分散剂与去离子水的质量比为3:2,第二个槽中分散剂与去离子水的质量比为1:1,第三个槽中分散剂与去离子水的质量比为2:3,剩余槽中为去离子水,让隔膜上下穿过每个槽,依次经过三种不同浓度的凝固浴、去离子水萃取。
9.通过权利要求6至8任一项所述的改善隔膜涂层油系PVDF造孔的方法获得的油系PVDF涂层隔膜。
CN202010209764.7A 2020-03-23 2020-03-23 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法 Active CN111518442B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010209764.7A CN111518442B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010209764.7A CN111518442B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111518442A CN111518442A (zh) 2020-08-11
CN111518442B true CN111518442B (zh) 2021-10-15

Family

ID=71901021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010209764.7A Active CN111518442B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111518442B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112194935A (zh) * 2020-08-28 2021-01-08 河北金力新能源科技股份有限公司 Pvdf浆料、隔膜及其制备方法
CN114122623A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 青岛蓝科途膜材料有限公司 一种锂离子电池隔膜、其制备方法及其应用
CN114006127B (zh) * 2021-12-30 2022-03-18 湖南中锂新材料科技有限公司 包含多孔pvdf系树脂涂层的锂电池隔膜及其制备方法
CN114883745A (zh) * 2022-06-02 2022-08-09 中材锂膜(宁乡)有限公司 用于制备隔离膜的方法、隔离膜、应用该隔离膜的电化学电池、用电装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148699A (zh) * 2019-06-12 2019-08-20 扬州中锂新能源有限公司 一种表面涂覆有机层的高性能涂覆隔膜的制备工艺
CN110364661A (zh) * 2018-04-11 2019-10-22 宁德新能源科技有限公司 隔离膜及储能装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110364661A (zh) * 2018-04-11 2019-10-22 宁德新能源科技有限公司 隔离膜及储能装置
CN110148699A (zh) * 2019-06-12 2019-08-20 扬州中锂新能源有限公司 一种表面涂覆有机层的高性能涂覆隔膜的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111518442A (zh) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111518442B (zh) 一种改善隔膜涂层油系pvdf造孔的方法
US8460591B2 (en) Porous membranes and methods of making the same
CN111509168B (zh) 一种具有耐高温涂层的锂离子电池隔膜及其制备方法
WO2020155001A1 (zh) 一种具有耐高温涂层的锂离子电池隔膜及其制备方法
CN106390765B (zh) 一种掺杂共价有机骨架材料优先透醇复合膜及制备方法
CN106684292B (zh) 一种离子导体陶瓷纤维复合隔膜及其制备方法和应用
CN109167090B (zh) 一种聚合物基固态电解质的成膜方法
CN110416473B (zh) 芳纶浆料及其制备方法、基于该芳纶浆料的隔膜
CN114471200A (zh) 一种中间修饰层改善Zr基MOF膜制备的方法及其正渗透应用
CN108807818B (zh) 一种芳香族聚酰胺复合隔膜及其制备方法
CN1817419A (zh) 一种液体分离膜的制备方法
CN105032211A (zh) 一种新型疏水膜及其制备方法
CN110975646B (zh) 用于混合气中二氧化碳分离的中空纤维复合膜的制备方法
Gao et al. Bimetallic polyphenol networks structure modified polyethersulfone membrane with hydrophilic and anti-fouling properties based on reverse thermally induced phase separation method
CN110752337A (zh) 一种复合隔膜、其制备方法及应用
CN112194935A (zh) Pvdf浆料、隔膜及其制备方法
CN116808848A (zh) 一种高分离性能有机/无机mof杂化混合基质膜、制备方法及应用
CN111282448A (zh) 一种超疏水复合膜及其制备方法和应用
CN105032213B (zh) 一种超滤膜、其制备方法及膜分离设备
CN113893710B (zh) 一种高通量聚乙烯水处理膜及其制备方法
CN116139712A (zh) 复合纳米材料改性有机膜的制备方法及应用
CN104882579A (zh) 一种pvdf-pam聚合物锂电池隔膜的制备方法
CN105013331B (zh) 应用铸膜液制备pdms/pvdf共混渗透汽化膜的方法
Chen et al. A novel high-flux asymmetric p (VDF–HFP) membrane with a dense skin for ethanol pervaporation
Liu et al. Effects of non-solvent additives on PVDF solution viscosity and membrane performance

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