CN111732858A - 油系pvdf喷涂浆料、涂覆有油系pvdf喷涂浆料的隔膜及其制备方法和应用 - Google Patents

油系pvdf喷涂浆料、涂覆有油系pvdf喷涂浆料的隔膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油系PVDF喷涂浆料、涂覆有油系PVDF喷涂浆料的隔膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将聚偏氟乙烯均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到所述油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，所述聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为(0.2～1)：10：(0.1～1)，所述第一溶剂为乙醚、乙醇或丙酮，所述第二溶剂为三丙二醇、异丙醇或水。本发明的油系PVDF喷涂浆料能够解决水系PVDF喷涂隔膜涂层粘结力不足的问题，同时保证隔膜透气性不受油系喷涂涂层影响，满足锂离子迁移的需求，降低油系PVDF涂层成本，更符合市场的需求。

Description

油系PVDF喷涂浆料、涂覆有油系PVDF喷涂浆料的隔膜及其制 备方法和应用
技术领域
本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种油系PVDF喷涂浆料、涂覆有油系PVDF喷涂浆料的隔膜及其制备方法和应用。
背景技术
PVDF涂层隔膜在电池应用中，主要是凝胶电解质原理，以及粘结隔膜与极片的作用，增加电芯的硬度。PVDF喷涂涂层隔膜逐渐成为现在市场上隔膜的种类之一。主要就是喷涂水系PVDF浆料。水系PVDF在粘结力方面常常会有满足不了客户需求的情况出现。而油系PVDF涂层隔膜虽然粘结力较好，但是也存在一些缺点：
1)由于包含萃取工艺，导致成本太高；
2)油系PVDF涂层透气增值较水系偏大；
3)锂离子电池注液时浸润性不太好。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的油系PVDF喷涂浆料。
本发明的另一目的是提供涂覆有油系PVDF喷涂浆料的隔膜。
本发明的另一目的是提供上述隔膜的制备方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到所述油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，所述聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为(0.2～1)：10：(0.1～1)，所述第一溶剂为乙醚、乙醇或丙酮，所述第二溶剂为三丙二醇、异丙醇或水。
在上述技术方案中，所述聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为0.7：10：0.6。
上述制备方法获得的油系PVDF喷涂浆料。
一种涂覆有所述油系PVDF喷涂浆料的隔膜。
上述隔膜的制备方法，包括：将所述油系PVDF喷涂浆料涂覆在PE基膜上，烘干，在PE基膜上形成油系喷涂涂层，得到所述隔膜。
在上述技术方案中，所述涂覆方法为旋转喷涂或点涂。
在上述技术方案中，所述油系喷涂涂层的厚度为0.5～3μm。
在上述技术方案中，所述烘干的温度为40～60℃，烘干的时间为20～60s。
上述油系PVDF喷涂浆料在提高粘结力中的应用。
在上述技术方案中，将油系PVDF喷涂浆料旋转喷涂在PE基膜的一面上，烘干，在PE基膜上形成油系喷涂涂层，油系喷涂涂层的粘结力为20～25N/m。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的油系PVDF喷涂浆料能够解决水系PVDF喷涂隔膜涂层粘结力不足的问题，同时保证隔膜透气性不受油系喷涂涂层影响，满足锂离子迁移的需求，降低油系PVDF涂层成本，更符合市场的需求。
2、隔膜的制备方法是在PE基膜上先喷涂或点涂油系PVDF喷涂浆料，然后利用烘箱直接干燥，通过第二溶剂(造孔剂)的挥发进行造孔，省略了传统的萃取造孔的过程，具体如下：
(1)微凹版辊涂的喷涂区域是全面覆盖式涂布，与其相比较，本发明涂布面积更小(面积覆盖率<40％)。在粘结力有保证的前提下，喷涂面积小,对基膜孔隙的堵塞情况没有辊涂严重，故透气增值较低，有利于锂离子的迁移。
(2)成本降低：1)覆盖面积低，节约成本；2)省略萃取工艺，节约成本。
附图说明
图1为实施例4旋转喷涂所得隔膜的照片；
图2为实施例4旋转喷涂所得隔膜的SEM；
图3为实施例5旋转喷涂所得隔膜的SEM；
图4为实施例6旋转喷涂所得隔膜的SEM。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
聚偏氟乙烯(PVDF)：生产厂家-阿科玛，纯度100％；
马尔测厚仪：广州得准，C1212；
王研式透气度测试仪：旭精工(日本)，EG01-55-1MR。
实施例1
一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯快速搅拌2h均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为0.2：10：0.1，第一溶剂为乙醚，第二溶剂为三丙二醇。
实施例2
一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯快速搅拌6h均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为1：10：1，第一溶剂为乙醇，第二溶剂为异丙醇。
实施例3
一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯快速搅拌3h均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为0.7：10：0.6，第一溶剂为丙酮，第二溶剂为去离子水。
实施例4
一种涂覆有实施例1中油系PVDF喷涂浆料的隔膜，制备方法包括：将油系PVDF喷涂浆料旋转喷涂在PE基膜的一面上，于40℃的烘箱中烘干30s，在PE基膜上形成厚度为0.5μm的油系喷涂涂层。
实施例5
一种涂覆有实施例2中油系PVDF喷涂浆料的隔膜，制备方法包括：将油系PVDF喷涂浆料旋转喷涂在PE基膜的一面上，于60℃的烘箱中烘干60s，在PE基膜上形成厚度为3μm的油系喷涂涂层。
实施例6
一种涂覆有实施例3中油系PVDF喷涂浆料的隔膜，制备方法包括：将油系PVDF喷涂浆料旋转喷涂在PE基膜的一面上，于50℃的烘箱中烘干48s，在PE基膜上形成厚度为1μm的油系喷涂涂层。
图1为实施例4所得隔膜的宏观图片，由图可知，喷涂粒径为0.01～0.5mm。
图2为实施例2所得隔膜的SEM，图3为实施例3所得隔膜的SEM，图4为实施例4所得隔膜的SEM，由图可知，油系喷涂涂层呈“蜂窝”状结构，孔的直径<10um，避免造成局部堵孔的情况发生，可进行锂离子迁移。
表1
Figure BDA0001999780970000041
备注：上述粘结力指5Ah软包电池在相同条件下进行热压后，隔膜与电池极片之间的粘结力大小。
由表1数据可知：在PVDF涂层隔膜结构设计范围内，实施例4～6得到的隔膜的透气增值合理，满足生产需求，其中，实施例6对PE基膜的透气性能基本没有影响；三种实施例的隔膜与极片间的粘结力都比较优异，对锂电池的装配工艺有相当的作用。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种油系PVDF喷涂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯均匀分散在第一溶剂中，再加入第二溶剂，混合均匀，得到所述油系PVDF喷涂浆料，其中，按质量份数计，所述聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为(0.2～1)：10：(0.1～1)，所述第一溶剂为乙醚、乙醇或丙酮，所述第二溶剂为三丙二醇、异丙醇或水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯、第一溶剂和第二溶剂的比为0.7：10：0.6。
3.如权利要求1或2所述制备方法获得的油系PVDF喷涂浆料。
4.一种涂覆有权利要求3所述油系PVDF喷涂浆料的隔膜。
5.如权利要求5所述隔膜的制备方法，其特征在于，包括：将所述油系PVDF喷涂浆料涂覆在PE基膜上，烘干，在PE基膜上形成油系喷涂涂层，得到所述隔膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆方法为旋转喷涂或点涂。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述油系喷涂涂层的厚度为0.5～3μm。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为40～60℃，烘干的时间为20～60s。
9.如权利要求3所述油系PVDF喷涂浆料在提高粘结力中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将油系PVDF喷涂浆料旋转喷涂或点涂在PE基膜的一面上，烘干，在PE基膜上形成油系喷涂涂层，油系喷涂涂层的粘结力为20～25N/m。
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