CN111987273A - PVDF&Al2O3混涂浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜以及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVDF&Al2O3混涂浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜以及锂离子电池，其中PVDF&Al2O3混涂浆料通过以下方法制备：步骤1，制备水系PVDF浆料：向水中加入PVDF、分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，然后再加入粘结剂混合均匀，得到水系PVDF浆料；步骤2，制备水系Al2O3浆料：向水中加入Al2O3、分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，再加入粘结剂混合均匀，得到水系Al2O3浆料；其中，所述步骤2中的增稠剂和粘结剂和所述步骤1中的增稠剂和粘结剂相同，所述步骤2中的分散剂和所述步骤1中的分散剂不同；步骤3，制备混涂浆料中PVDF和Al2O3的质量比为(1‑20)：(1‑20)。由该混涂浆料制备得到的锂离子电池隔膜中PVDF集中在上层位置，锂离子电池隔膜的热收缩性能好。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种PVDF&Al2O3混涂浆料、锂离子电池隔膜以及锂离子电池。
背景技术
具有PVDF&Al2O3复合涂层的锂离子电池隔膜已经广泛应用于锂离子电池中，借助Al2O3来提高隔膜的热稳定性能以提高电池的安全性能，借助PVDF的凝胶电解质原理以及粘结隔膜与极片的作用来增加电芯的硬度。
然而现有的PVDF&Al2O3复合涂层的效果不尽人意，涂层中PVDF和Al2O3的成分分布的过于均匀，导致PVDF涂层对极片的粘结效果和Al2O3对基膜的热稳定性能都大打折扣，起不到混合涂层最佳的综合性效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的PVDF&Al2O3复合涂层中PVDF和Al2O3均匀混合导致锂离子电池隔膜性能不能达到最佳水平的问题，而提供一种PVDF&Al2O3混涂浆料的制备方法。
本发明的另一个目的是提供所述制备方法在提高电池稳定性中的应用，所述锂离子电池隔膜和所述正极或负极之间的粘结力为10.8-12.7N/m。
本发明的另一个目的是提供一种PVDF&Al2O3混涂浆料，该浆料中PVDF颗粒和Al2O3颗粒的粒径可得到分别控制。
本发明的另一个目的是提供一种基于所述PVDF&Al2O3混涂浆料的锂离子电池隔膜，所述锂离子电池隔膜包括基膜和将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜表面形成的复合涂层，PVDF集中在复合涂层的上层。
本发明的另一个目的是提供基于所述锂离子电池隔膜的锂离子电池，在该锂离子电池中隔膜与极片之间的粘结力大，锂离子电池性能更稳定。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种PVDF&Al2O3混涂浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向水中加入PVDF、第一分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，然后再加入粘结剂混合均匀，得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向水中加入Al2O3、第二分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，再加入粘结剂混合均匀，得到水系Al2O3浆料；
其中，所述步骤2中的增稠剂和所述步骤1中的增稠剂相同，所述步骤2中的粘结剂和所述步骤1中的粘结剂相同，所述第一分散剂和所述第二分散剂不同；
步骤3，制备混涂浆料：将步骤1得到的PVDF浆料和步骤2得到的Al2O3浆料混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料，所述PVDF&Al2O3混涂浆料中PVDF和Al2O3的质量比为(1-20)：(1-20)。
在上述技术方案中，所述水系PVDF浆料中PVDF颗粒的粒度D50<10.0um，所述水系Al2O3浆料中Al2O3颗粒的粒度D50<1.0um。
在上述技术方案中，所述步骤1中水、PVDF、分散剂、增稠剂和粘结剂的质量比为(12-25)：(2.0-6.0)：(0.06-0.35)：(0.08-0.80)：(0.5-4.0)。
在上述技术方案中，所述步骤2中的水、Al2O3、分散剂、增稠剂和粘结剂(12-30)：(10-22)：(0.1-1.0)：(0.08-1.00)：(1.0-4.0)。
在上述技术方案中，所述第一分散剂为脂肪酸类、脂肪醇类、酯类和低分子蜡类中的一种或任意比例的多种；所述第二分散剂为脂肪酸类、脂肪醇类、酯类和低分子蜡类中的一种或任意比例的多种；所述增稠剂为PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和CMC(羧甲基纤维素钠)中的一种或任意比例的多种；所述粘结剂为聚丙烯酸酯、SBR(丁苯橡胶)和黄原胶中的一种或任意比例的多种。
本发明的另一方面，由所述制备方法得到的PVDF&Al2O3混涂浆料。
本发明的另一方面，所述制备方法在提高锂电池隔膜和极片的粘结力以及提高电池稳定性中的应用
本发明的另一方面，所述PVDF&Al2O3混涂浆料在制备锂离子电池隔膜中的应用。
本发明的另一方面，一种锂离子电池隔膜，包括基膜和涂布在所述基膜一侧或两侧的PVDF&Al2O3复合涂层，所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下方法制备：
利用微凹版辊涂的方法(涂布速度为40～70m/min)将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布于所述基膜上，再于55-75℃下烘干，得到锂离子电池隔膜。
在上述技术方案中，所述基膜的材质为PP膜、PE膜以及PP/PE复合膜中一种。
在上述技术方案中，所述锂离子电池隔膜的厚度为10-20um，每一所述PVDF&Al2O3复合涂层的厚度为均为2-4um。
本发明的另一方面，所述锂离子电池隔膜在锂离子电池中的应用。
在上述技术方案中，所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.0-2.7％，横向收缩为1.5-2.1％。
本发明的另一方面，一种锂离子电池，包括括正极、负极、电解质和所述锂离子电池隔膜。
在上述技术方案中，所述锂离子电池隔膜和所述正极或负极之间的粘结力为10.8-12.7N/m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.PVDF在PVDF&Al2O3复合涂层中处于相对上层的位置，可有效改善锂离子电池隔膜与极片之间粘结力，同时Al2O3在PVDF&Al2O3复合涂层中处于相对下层的位置，可改善AL2O3&PVDF混合涂层隔膜的热收缩性能。
2.先分别制备水系PVDF浆料和水系Al2O3浆料，再将两种浆料混合，可分别控制Al2O3和PVDF的粒径，相反的，如果将PVDF和Al2O3原料混合后再一起分散均匀，则会因为成分不单一而无法去分别控制粒径。
3.采用相同的溶剂、增稠剂和粘结剂，使水系PVDF浆料和水系Al2O3浆料具有一定的相容性。而采用不同的分散剂，使Al2O3和PVDF颗粒与水的亲和度区别开来。涂覆之后，随着水分的挥发，形成PVDF上浮的效果。
附图说明
图1是实施例1中锂离子电池隔膜的SEM。
图2是对比例1中锂离子电池隔膜的SEM。
图3是在0.3Mpa压力下，80℃，60s条件下，利用电子拉力试验机得到的实施例1和对比例1中锂离子电池隔膜和极片之间的粘结力对比图(a是实施例1，b是对比例1)。
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。
实施例1
一种PVDF&Al2O3混涂浆料，通过以下方法制备：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向15.2kg去离子水中加入2.1kgPVDF、0.14kg第一分散剂(脂肪酸类分散剂)和0.11kg增稠剂(PVA)混合搅拌2.0h，然后进行砂磨(0.3h，1000rpm)使之分散均匀，再加入1.0kg粘结剂(聚丙烯酸酯)搅拌均匀即可得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向12.9kg去离子水中加入0.20kg第二分散剂(脂肪醇类分散剂)、11.1kg Al2O3和0.15kg增稠剂(PVA)，搅拌均匀后进行砂磨(0.3h，1000rpm)使之分散均匀，再加入1.5kg的粘结剂(聚丙烯酸酯)搅拌均匀即可得到水系Al2O3浆料；
步骤3，制备PVDF&Al2O3混涂浆料：取22.0kgPVDF浆料和8kg Al2O3浆料，搅拌0.3h直至混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜(12um PP膜)和涂布在基膜一侧的PVDF&Al2O3复合涂层(4um)，其中所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为60m/min)的方法将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜上，再在65℃的烘箱内干燥0.5min，得到锂离子电池隔膜。
所述锂离子电池隔膜的电镜图如图1所示，图1可见Al2O3处在相对底层的位置，PVDF处在相对上层的位置。
本实施例中所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.7％，横向收缩为2.1％。
实施例2
一种PVDF&Al2O3混涂浆料，通过以下方法制备：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向12.1kg去离子水中加入2.9kgPVDF、0.20kg第一分散剂(低分子蜡类分散剂)和0.18kg增稠剂(CMC)混合搅拌2.0h。然后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入1.4kg粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向15.0kg去离子水中加入0.25kg第二分散剂(脂肪醇类分散剂)、9.0kg Al2O3和0.20kg增稠剂(CMC)，搅拌均匀后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入1.2kg的粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系Al2O3浆料；
步骤3，制备PVDF&Al2O3混涂浆料：取22.0kgPVDF浆料和6kg Al2O3浆料，搅拌0.4h直至混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜(8um PE膜)和涂布在基膜两侧的PVDF&Al2O3复合涂层(2um)，其中所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为70m/min)的方法将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜上，再在75℃的烘箱内干燥0.3min，得到锂离子电池隔膜。
本实施例中所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.0％，横向收缩为1.9％。
实施例3
一种PVDF&Al2O3混涂浆料，通过以下方法制备：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向18kg去离子水中加入1.6kgPVDF、0.08kg第一分散剂(酯类分散剂)和0.1kg增稠剂(PEG)混合搅拌1.0h。然后进行砂磨(0.4h，1200rpm)使之分散均匀，再加入1.0kg粘结剂(SBR)搅拌均匀即可得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向20kg去离子水中加入0.41kg第二分散剂(脂肪酸类分散剂)、17kg Al2O3和0.12kg增稠剂(PEG)，搅拌均匀后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入2.0kg的粘结剂(SBR)搅拌均匀即可得到水系Al2O3浆料；
步骤3，制备PVDF&Al2O3混涂浆料：取4kgPVDF浆料和20kg Al2O3浆料，搅拌0.5h直至混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜(10um PP/PE复合膜)和涂布在基膜一侧的PVDF&Al2O3复合涂层(3um)，其中所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为40m/min)的方法将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜上，再在70℃的烘箱内干燥0.7min，得到锂离子电池隔膜。
本实施例中所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.3％，横向收缩为1.5％。
实施例4
一种PVDF&Al2O3混涂浆料，通过以下方法制备：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向25kg去离子水中加入6.0kgPVDF、0.06kg第一分散剂(低分子蜡类分散剂)和0.80kg增稠剂(CMC)混合搅拌2.0h。然后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入4.0kg粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向30kg去离子水中加入1.0kg第二分散剂(脂肪醇类分散剂)、22kg Al2O3和0.08kg增稠剂(CMC)，搅拌均匀后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入4.0kg的粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系Al2O3浆料；
步骤3，制备PVDF&Al2O3混涂浆料：取25kgPVDF浆料和17kg Al2O3浆料，搅拌0.4h直至混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜(8um PE膜)和涂布在基膜两侧的PVDF&Al2O3复合涂层(2um)，其中所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为70m/min)的方法将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜上，再在55℃的烘箱内干燥0.3min，得到锂离子电池隔膜。
本实施例中所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.7％，横向收缩为2.1％。
实施例5
一种PVDF&Al2O3混涂浆料，通过以下方法制备：
步骤1，制备水系PVDF浆料:向12kg去离子水中加入2.0kgPVDF、0.35kg第一分散剂(低分子蜡类分散剂)和0.08kg增稠剂(CMC)混合搅拌2.0h。然后进行砂磨(0.5h，900rpm)使之分散均匀，再加入0.5kg粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料:向12kg去离子水中加入0.1kg第二分散剂(脂肪醇类分散剂)、22kg Al2O3和0.1kg增稠剂(CMC)，搅拌均匀后进行砂磨(0.5h，800rpm)使之分散均匀，再加入1.0kg的粘结剂(黄原胶)搅拌均匀即可得到水系Al2O3浆料；
步骤3，制备PVDF&Al2O3混涂浆料：取27.0kgPVDF浆料和10kg Al2O3浆料，搅拌0.4h直至混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜(9um PE膜)和涂布在基膜两侧的PVDF&Al2O3复合涂层(2um)，其中所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为50m/min)的方法将所述PVDF&Al2O3混涂浆料涂布在所述基膜上，再在65℃的烘箱内干燥0.3min，得到锂离子电池隔膜。
本实施例中所述锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为2.0％，横向收缩为1.5％。
依照本发明内容进行工艺参数调整，均可制备本发明的PVDF&Al2O3混涂浆料、锂离子电池隔膜以及锂离子电池，并表现出与以上实施例1-5基本一致的性能。
对比例1
一种混合浆料，通过以下方法制备：
常温条件下，在20kg的去离子水中加入0.5kg分散剂(脂肪酸类分散剂)搅拌30min直至均匀；将4kg的PVDF粉体和6kg的AL2O3粉体加入其中继续搅拌60min直到分散均匀；添加3kg增稠剂(PVA)进行20min的搅拌直至均匀后，通过砂磨机进行15min的物料粉碎，最后加入2kg的粘结剂(聚丙烯酸酯进行15min的搅拌直至均匀，得到混合浆料。
一种锂离子电池隔膜，包括基膜和涂布在基膜(12um PP膜)一侧的涂层(4um)，其中所述涂层通过以下步骤制备：利用微凹版辊涂(涂布速度为60m/min)的方法将所述混合浆料涂布在所述基膜上，再在70℃的烘箱内干燥0.7min，得到锂离子电池隔膜。
所述锂离子电池隔膜的电镜图如图2所示，PVDF表面覆盖氧化铝颗粒，氧化铝表面覆盖PVDF颗粒。
本对比例中锂离子电池隔膜在130℃*1h条件下，纵向收缩为7.9％，横向收缩为5.9％。
将实施例1-3和对比例1中的锂离子电池隔膜分别装配成同样的电池，在压力为0.3Mpa、温度为80℃，60s条件下，测试得到，对比例1中电池隔膜与极片之间粘结力为4.1N/m，粘结力偏小；实施例1-3中电池隔膜与极片之间粘结力分别为10.8N/m、11.5N/m和12.7N/m。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PVDF&Al2O3混涂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备水系PVDF浆料：向水中加入PVDF、第一分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，然后再加入粘结剂混合均匀，得到水系PVDF浆料；
步骤2，制备水系Al2O3浆料：向水中加入Al2O3、第二分散剂和增稠剂混合均匀后，进行砂磨使之分散均匀，再加入粘结剂混合均匀，得到水系Al2O3浆料；
其中，所述步骤2中的增稠剂和所述步骤1中的增稠剂相同，所述步骤2中的粘结剂和所述步骤1中的粘结剂相同，所述第一分散剂和所述第二分散剂不同；
步骤3，制备混涂浆料：将步骤1得到的PVDF浆料和步骤2得到的Al2O3浆料混合均匀，得到所述PVDF&Al2O3混涂浆料，所述PVDF&Al2O3混涂浆料中PVDF和Al2O3的质量比为(1-20)：(1-20)。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水系PVDF浆料中PVDF颗粒的粒度D50<10.0um，所述水系Al2O3浆料中Al2O3颗粒的粒度D50<1.0um。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中水、PVDF、分散剂、增稠剂和粘结剂的质量比为(12-25)：(2.0-6.0)：(0.06-0.35)：(0.08-0.80)：(0.5-4.0)；
所述步骤2中的水、Al2O3、分散剂、增稠剂和粘结剂(12-30)：(10-22)：(0.1-1.0)：(0.08-1.00)：(1.0-4.0)。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一分散剂为脂肪酸类分散剂、脂肪醇类分散剂、酯类分散剂和低分子蜡类分散剂中的一种或任意比例的多种；所述第二分散剂为脂肪酸类分散剂、脂肪醇类分散剂、酯类分散剂和低分子蜡类分散剂中的一种或任意比例的多种；所述增稠剂为PVA、PEG、PVP和CMC中的一种或任意比例的多种；所述粘结剂为聚丙烯酸酯、SBR和黄原胶中的一种或任意比例的多种。
5.如权利要求1-4中任一项所述的制备方法在提高锂电池隔膜和极片的粘结力以及提高电池稳定性中的应用。
6.由权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备得到的PVDF&Al2O3混涂浆料。
7.如权利要求6所述PVDF&Al2O3混涂浆料在制备锂离子电池隔膜中的应用。
8.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，包括基膜和涂布在所述基膜一侧或两侧的PVDF&Al2O3复合涂层，所述PVDF&Al2O3复合涂层通过以下方法制备：
利用微凹版辊涂的方法将如权利要求6所述的PVDF&Al2O3混涂浆料涂布于所述基膜上，再于55-75℃下烘干，得到锂离子电池隔膜。
9.如权利要求7或8所述的锂离子电池隔膜在锂离子电池中的应用。
10.一种锂离子电池，包括括正极、负极、电解质和如权利要求7或8所述的锂离子电池隔膜。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114583391A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 芜湖天弋能源科技有限公司 | 隔离膜涂层浆料及其制备方法和锂离子电池 |
| CN114639922A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-17 | 湖北允升科技工业园有限公司 | 锂离子电池隔膜和锂离子电池 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269506A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-07 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 多层共挤涂覆制备锂电池复合隔膜的方法及装置 |
| CN104332578A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 能粘结的复合隔膜及其制造方法 |
| CN104953070A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-09-30 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池用隔离膜 |
| 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 |
| CN108389999A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-10 | 惠州市旭然新能源有限公司 | 有机、无机复合涂覆多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池 |
| CN109346650A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 苏州捷力新能源材料有限公司 | 一种陶瓷pvdf混涂的锂离子电池隔膜及制备方法 |
-
2019
- 2019-05-23 CN CN201910436235.8A patent/CN111987273A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269506A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-07 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 多层共挤涂覆制备锂电池复合隔膜的方法及装置 |
| WO2016062126A1 (zh) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 多层共挤涂覆制备锂电池复合隔膜的方法及装置 |
| CN104332578A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 能粘结的复合隔膜及其制造方法 |
| CN104953070A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-09-30 | 东莞市魔方新能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池用隔离膜 |
| 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 |
| CN108389999A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-10 | 惠州市旭然新能源有限公司 | 有机、无机复合涂覆多孔性隔离膜、制备方法及其锂离子电池 |
| CN109346650A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 苏州捷力新能源材料有限公司 | 一种陶瓷pvdf混涂的锂离子电池隔膜及制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114583391A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 芜湖天弋能源科技有限公司 | 隔离膜涂层浆料及其制备方法和锂离子电池 |
| CN114639922A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-17 | 湖北允升科技工业园有限公司 | 锂离子电池隔膜和锂离子电池 |
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