CN112271403A - 一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents
一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112271403A CN112271403A CN202011120955.2A CN202011120955A CN112271403A CN 112271403 A CN112271403 A CN 112271403A CN 202011120955 A CN202011120955 A CN 202011120955A CN 112271403 A CN112271403 A CN 112271403A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- polymer
- base film
- solvent
- coated
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
本申请公开了一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池。本申请的聚合物涂覆隔膜的制备方法,包括采用油性涂覆制备聚合物涂层,并且,在进行油性涂覆之前,预先采用填充溶剂对基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入萃取溶剂中,对涂层进行萃取硬化的同时,将所述填充溶剂从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过干燥处理,即获得所述聚合物涂覆隔膜。本申请聚合物涂覆隔膜的制备方法,创造性的在油性涂覆之前预先对基膜的微孔进行填充溶剂保护,使得油性涂覆时不易堵塞基膜微孔,在保障油性涂覆粘结性的基础上,解决了油性涂覆容易堵塞基膜微孔的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池隔膜材料领域,具体涉及一种聚合物涂覆隔膜的制备方法、聚合物涂覆隔膜和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应、长循环寿命等众多优点而被广泛应用。通常,锂离子电池基本组成部分包括正极片、负极片、电解液、隔膜以及电池外壳。其中,隔膜因为其在锂离子电池中的关键性作用而被称作电池的“第三极”。
隔膜是电池的正负极之间的隔离板,需具备良好的电绝缘性和透气性。在目前的锂离子电池中,通常使用聚烯烃作为隔膜。此外,为了改善隔膜的热稳定性,抗氧化性,耐热收缩性,对液体电解质的吸收性、浸润性和吸液保液的能力等,通常需要在聚烯烃隔膜(或称基膜)表面进行聚合物涂覆或陶瓷涂覆。其中,聚合物涂覆隔膜的生产工艺主要分为水性涂覆和油性涂覆两大类。水性涂覆是采用水作为溶剂制备聚合物涂覆浆料进行涂覆,具有生产成本低、对环境污染小等的优点;但是,水性涂覆形成的涂层与正负极片的粘结性较弱,与极片易发生热压不良等现象。油性涂覆是采用有机溶剂制备聚合物涂覆浆料进行涂覆,油性涂覆由于采用的是有机溶剂,与正负极片的粘结性更好,克服了水性涂覆粘结性弱的缺陷和不足;但是,油性涂覆容易堵塞基膜的孔隙,造成透气不良的现象。
除了水性涂覆和油性涂覆以外,也有研究采用油水混合体系,即采用有机溶剂和水的混合溶剂制备聚合物涂覆浆料;虽然这种方式在一定程度上缓解了水性涂覆粘结性弱、油性涂覆容易堵塞微孔的问题;但是,这只是一种粘结性和成本的平衡;总的来说,混合溶剂涂覆粘结性不如油性涂覆,成本却比水性涂覆高,且对环境具有污染。
因此,如何在保障油性涂覆粘结性的基础上,解决油性涂覆容易堵塞基膜微孔的问题,是聚合物涂覆隔膜研究的重点和难点。
发明内容
本申请的目的是提供一种聚合物涂覆隔膜的制备方法,及其制备的聚合物涂覆隔膜,以及采用本申请聚合物涂覆隔膜的锂离子电池。
为了实现上述目的,本申请采用了以下技术方案:
本申请的第一方面公开了一种聚合物涂覆隔膜的制备方法,包括采用油性涂覆制备聚合物涂层,并且,在进行油性涂覆之前,预先采用填充溶剂对基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入萃取溶剂中,对涂层进行萃取硬化的同时,将填充溶剂从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过干燥处理,即获得聚合物涂覆隔膜。
需要说明的是,本申请的制备方法,预先对基膜的微孔进行填充,使得在进行油性涂覆时,聚合物粉末不易进入基膜的微孔中,从而解决了油性涂覆容易堵塞基膜微孔的问题;并且,本申请的制备方法,更好的保留了油性涂覆粘结性好的优点。
本申请的一种实现方式中,填充溶剂为乙醇、丙酮、甘油、丙二醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇和二乙二醇中至少一种。
需要说明的是,本申请采用的填充溶剂,需要注意两个方面,第一,能够填充到基膜的微孔中,避免聚合物粉末进入;第二,能够方便后续采用萃取溶剂将其从微孔中萃取出来,或者,能够在后续的处理中方便从微孔中释放出来,例如能够后续烘干时蒸发出来。可以理解,只要满足以上两点的溶剂或者混合溶液都能够用于本申请。
本申请的一种实现方式中,萃取溶剂为水或者水与有机溶剂的混合溶剂。其中,混合溶剂中有机溶剂的重量比不大于60wt%。所述水中的有机溶剂能够调控聚合物涂覆浆料的萃取速度和涂层成孔效果,有机溶剂含量越低,萃取速度越快,聚合物涂覆浆料形成涂层的孔洞越大。
本申请的一种实现方式中,混合溶剂中的有机溶剂与油性涂覆采用的有机溶剂相同。
本申请的一种实现方式中,有机溶剂为二甲基乙酰胺、丙酮、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。
需要说明的是,本申请的萃取溶剂,一方面是使涂层硬化,另一方面,是将填充溶剂从基膜的微孔中萃取出来。因此,在填充溶剂为水溶性较好的溶剂时,例如乙醇、丙酮、甘油、丙二醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇和二乙二醇,可以直接采用水作为萃取溶剂。
本申请的一种实现方式中,基膜为干法拉伸微孔膜、湿法微孔膜和无纺布微孔膜中的至少一种。
需要说明的是,本申请的基膜即常规的单层或多层复合的隔膜,可以是干法拉伸微孔膜、湿法微孔膜或无纺布微孔膜;至于基膜的材料,可以是聚烯烃,例如聚乙烯、聚丙烯等。
本申请的一种实现方式中,基膜为聚烯烃微孔膜。
本申请的一种实现方式中,聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者聚乙烯微孔膜和聚丙烯微孔膜的复合膜。
本申请的一种实现方式中,油性涂覆采用的聚合物涂覆浆料的固含量为5%-40%。优选的,聚合物涂覆浆料的固含量为10%-35%。
本申请的一种实现方式中,以干物质的重量份计,聚合物涂覆浆料中各组分的用量比为,聚合物粉末65~95份,粘结剂1-20份;优选的,聚合物粉末70-90份。
本申请的一种实现方式中,聚合物粉末为偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、芳纶、聚丙烯腈和聚氧化乙烯中的至少一种;
本申请的一种实现方式中,聚合物粉末的粒径为0.2~10μm。
本申请的一种实现方式中,粘结剂选自聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯、丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚氨酯、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
本申请的第二方面公开了一种采用本申请的制备方法制备的聚合物涂覆隔膜。
需要说明的是,相比于现有常规的油性涂覆制备的聚合物涂覆隔膜,本申请制备的聚合物涂覆隔膜,涂覆后相对于基膜的透气增加值仅仅为10-30s/cc,具有更好的透气性,能够更好的满足电池隔膜的使用需求;并且,本申请的制备方法,其本质还是油性涂覆,因此,涂层与基膜的粘结性好,避免了掉粉现象。
本申请的第三方面公开了一种采用本申请的聚合物涂覆隔膜的锂离子电池。
需要说明的是,本申请的锂离子电池,由于采用本申请的聚合物涂覆隔膜,首先,隔膜本身透气性更好,隔膜涂层不易掉落,避免了掉粉现象;其次,本申请的聚合物涂覆隔膜与极片热压稳定性好,提高了锂离子电池的稳定性、安全性等综合性能。
由于采用以上技术方案,本申请的有益效果在于:
本申请聚合物涂覆隔膜的制备方法,创造性的在油性涂覆之前预先对基膜的微孔进行填充溶剂保护,使得油性涂覆时不易堵塞基膜微孔,在保障油性涂覆粘结性的基础上,解决了油性涂覆容易堵塞基膜微孔的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
试剂和仪器
除非另有说明,本发明实施例所用材料和试剂均为市售常规用于锂电池相关材料生产的产品。
本发明实施例中,搅拌采用广州红尚机械制造有限公司制造的149L双行星动力混合机进行。
在本发明实施例中,创造性的在油性涂覆之前预先对基膜的微孔进行填充溶剂保护,使得油性涂覆时不易堵塞基膜微孔,在保障油性涂覆粘结性的基础上,解决了油性涂覆容易堵塞基膜微孔的问题。
实施例1
本例采用丙酮作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份聚偏氟乙烯-六氟乙烯(PVDF-HFP)、8份聚甲基丙烯酸、702份二甲基乙酰胺混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%;
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用丙酮对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将丙酮从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,PVDF-HFP涂层厚度为约2μm。
实施例2
本例采用甘油作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用含30wt%丙酮的水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将90份PVDF-HFP、20份自聚甲基丙烯酸、165份丙酮混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约40wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用甘油对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入含30wt%丙酮的水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将甘油从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,PVDF-HFP涂层厚度为约4μm。
实施例3
本例采用异丙醇作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用含60wt%N-甲基吡咯烷酮的水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份PVDF-HFP、8份自聚甲基丙烯酸、702份N-甲基吡咯烷酮混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用异丙醇对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜双侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入含60wt%N-甲基吡咯烷酮的水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将异丙醇从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,每侧PVDF-HFP涂层厚度为约2μm。
实施例4
本例采用异丁醇作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份甲基丙烯酸甲酯均聚物、8份自聚甲基丙烯酸、702份二甲基亚砜混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用丙酮对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将异丁醇从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约2μm。
实施例5
本例采用乙二醇作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用含20wt%二甲基乙酰胺的水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将90份甲基丙烯酸甲酯均聚物、20份自聚甲基丙烯酸、165份二甲基乙酰胺混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约40wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用甘油对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入含20wt%二甲基乙酰胺的水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将乙二醇从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约4μm。
实施例6
本例采用丙酮作为填充溶剂,对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在进行油性涂覆后,采用水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份甲基丙烯酸甲酯均聚物、8份自聚甲基丙烯酸、702份二甲基乙酰胺混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在进行油性涂覆之前,预先采用丙酮对5μm聚乙烯基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆,通过微凹版将本实施例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于填充后的聚乙烯基膜双侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入水中,对涂层进行萃取硬化的同时,将丙酮从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,每侧甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约2μm。
对比例1
本例作为对比例,不采用填充溶剂对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆后,采用水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份PVDF-HFP、8份自聚甲基丙烯酸、702份二甲基乙酰胺混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆,通过微凹版将本对比例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入水中,对涂层进行萃取硬化;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约2μm。
对比例2
本例作为对比例,不采用填充溶剂对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆后,采用含30wt%丙酮的水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将90份PVDF-HFP、20份自聚甲基丙烯酸、165份丙酮混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约40wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆,通过微凹版将本对比例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于聚乙烯基膜单侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入含30wt%丙酮的水中,对涂层进行萃取硬化;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约4μm。
对比例3
本例作为对比例,不采用填充溶剂对聚乙烯基膜的微孔进行填充,在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆后,采用含60wt%N-甲基吡咯烷酮的水作为萃取溶剂进行浸泡萃取,最后干燥获得本例的聚合物涂覆隔膜。其中,聚乙烯基膜为市售旭化成电子材料株式会社生产的5μm隔膜。
本例聚合物涂覆隔膜的具体制备方法如下:
制备聚合物涂覆浆料:将70份PVDF-HFP、8份自聚甲基丙烯酸、702份N-甲基吡咯烷酮混合,30℃和1500rpm下搅拌1h,得到聚合物涂覆浆料,聚合物涂覆浆料固含量为约10wt%。
制备聚合物涂覆隔膜:在5μm聚乙烯基膜上进行油性涂覆,通过微凹版将本对比例制备的聚合物涂覆浆料涂覆于聚乙烯基膜双侧上;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸含60wt%N-甲基吡咯烷酮的水中,对涂层进行萃取硬化;最后,经过45℃、55℃、45℃三节烘箱烘烤干燥处理,即获得本例聚合物涂覆隔膜,其中,每侧甲基丙烯酸甲酯均聚物涂层厚度为约2μm。
实验1透气值测量
测量方法:取实施例1-6的基膜以及聚合物涂覆隔膜与对比例1-3的基膜以及聚合物涂覆隔膜,使用数字型王研式实验机透气仪测试透气值(单位:sec/100cc)并计算透气增加值,结果见表1。
表1透气值(sec/100cc)
其中,透气值反映隔膜的透过能力,透气值是指在透气仪中,在一定的压力下,测试100ml的空气透过一定面积的隔膜所用的时间(秒)。由表1数据可以看出,对比例1-3的透气增加值明显较大,而实施例1-6的透气增加值均较小(实施例1-3的透气值分别约为对应对比例1-3的1/3),说明实施例中聚合物涂覆隔膜透气性大为改善。
实验2与极片粘结力测试
正极片制备:将50份锰酸锂、10份聚偏氟乙烯、4份乙炔黑、78份NMP混合搅拌制浆,涂覆于铝箔两侧,烘干后得到正极片,涂层厚度30μm。
使用实验例1-6的聚合物涂覆隔膜与对比例1-3的聚合物涂覆隔膜和上述正极片制备如下测试样品。
干压:将正极片、聚合物涂覆隔膜、正极片、聚合物涂覆隔膜……依次叠片至4层,88℃和2.5MPa压力条件下热压10min,冷却后进行聚合物涂覆隔膜与极片的剥离力测试。
湿压:使用溶剂组成为碳酸乙烯酯(EC):碳酸二乙酯(DEC):甲基乙基碳酸酯(EMC)=1:1:1(体积比),含1mol/L LiPF6的混合电解液,润湿聚合物涂覆隔膜表面,然后将正极片、聚合物涂覆隔膜、正极片、聚合物涂覆隔膜……依次叠片至4层,88℃和2.5MPa压力条件下热压10min,冷却后进行聚合物涂覆隔膜与极片的剥离力测试。
剥离力测量如下进行:
在钢板上粘贴一层双面胶,将聚合物涂覆隔膜平整轻压放置于双面胶上,然后在涂膜上方粘贴一层测试胶带,手持压辊(2000g)在测试胶带上进行来回滚动三次;
将胶带一端撕至样品中间位置,试验拉力机进行180度剥离,剥离速度:50mm/min,剥离测试时长1min;
将测试拉力数值除以相应胶带的宽度得到最终的剥离力N/m。
测试结果见表2。
表2剥离力(N/m)
由表2数据可以看出,实施例1-3的聚合物涂覆隔膜与对应对比例1-3的聚合物涂覆隔膜具有同等水平的高干压粘结力、湿压粘结力;也即,本实施例聚合物涂覆隔膜的制备方法,能够提高聚合物涂覆隔膜的透气值,且制备得到的聚合物涂覆隔膜具有高干压粘结力和湿压粘结力。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种聚合物涂覆隔膜的制备方法,包括采用油性涂覆制备聚合物涂层,其特征在于:在进行油性涂覆之前,预先采用填充溶剂对基膜的微孔进行填充,然后再进行油性涂覆;油性涂覆完成后,将经过涂覆的基膜浸入萃取溶剂中,对涂层进行萃取硬化的同时,将所述填充溶剂从基膜的微孔中萃取出来;最后,经过干燥处理,即获得所述聚合物涂覆隔膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述填充溶剂为乙醇、丙酮、甘油、丙二醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇和二乙二醇中至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述萃取溶剂为水或者水与有机溶剂的混合溶剂;优选的,所述混合溶剂中有机溶剂的重量比不大于60wt%。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述混合溶剂中的有机溶剂与所述油性涂覆采用的有机溶剂相同;
优选的,所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、丙酮、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述基膜为干法拉伸微孔膜、湿法微孔膜和无纺布微孔膜中的至少一种;
优选的,所述基膜为聚烯烃微孔膜;
优选的,所述聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者聚乙烯微孔膜和聚丙烯微孔膜的复合膜。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于:所述油性涂覆采用的聚合物涂覆浆料的固含量为5%-40%;
优选的,聚合物涂覆浆料的固含量为10%-35%;
优选的,以干物质的重量份计,所述聚合物涂覆浆料中各组分的用量比为,聚合物粉末65~95份,粘结剂1-20份;
优选的,聚合物粉末70-90份。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述聚合物粉末为偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、芳纶、聚丙烯腈和聚氧化乙烯中的至少一种;
优选的,所述聚合物粉末的粒径为0.2~10μm。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述粘结剂选自聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯、丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚氨酯、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的聚合物涂覆隔膜。
10.一种采用权利要求9所述的聚合物涂覆隔膜的锂离子电池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011120955.2A CN112271403A (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011120955.2A CN112271403A (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112271403A true CN112271403A (zh) | 2021-01-26 |
Family
ID=74338432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011120955.2A Pending CN112271403A (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112271403A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114171845A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-11 | 广州明美新能源股份有限公司 | 一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008034295A1 (fr) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Shenzhen Bak Battery Co., Ltd | Plaque d'électrode de batterie lithium/ion, âme d'électrode de batterie lithium/ion et son procédé de préparation |
CN101434708A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-20 | 成都中科来方能源科技有限公司 | 水性聚合物改性微孔聚烯烃隔膜及其制备方法和用途 |
CN102464803A (zh) * | 2010-11-13 | 2012-05-23 | 微宏动力系统(湖州)有限公司 | 多孔膜及其制备方法 |
CN103118772A (zh) * | 2010-08-13 | 2013-05-22 | Sk新技术株式会社 | 孔被保护的多层复合隔板及其制造方法 |
CN105552277A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种pvdf涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107749449A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-03-02 | 万向二三股份公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
CN109181522A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-11 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 芳纶涂覆液、锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN110429228A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-08 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 具有高粘结性聚合物涂膜的复合隔膜的制备方法 |
-
2020
- 2020-10-19 CN CN202011120955.2A patent/CN112271403A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008034295A1 (fr) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Shenzhen Bak Battery Co., Ltd | Plaque d'électrode de batterie lithium/ion, âme d'électrode de batterie lithium/ion et son procédé de préparation |
CN101434708A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-20 | 成都中科来方能源科技有限公司 | 水性聚合物改性微孔聚烯烃隔膜及其制备方法和用途 |
CN103118772A (zh) * | 2010-08-13 | 2013-05-22 | Sk新技术株式会社 | 孔被保护的多层复合隔板及其制造方法 |
CN102464803A (zh) * | 2010-11-13 | 2012-05-23 | 微宏动力系统(湖州)有限公司 | 多孔膜及其制备方法 |
CN105552277A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种pvdf涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107749449A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-03-02 | 万向二三股份公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
CN109181522A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-11 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 芳纶涂覆液、锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN110429228A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-08 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 具有高粘结性聚合物涂膜的复合隔膜的制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114171845A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-11 | 广州明美新能源股份有限公司 | 一种聚合物改性聚烯烃隔离膜及其制备方法与应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110197888B (zh) | 一种电池隔膜及锂离子电池 | |
KR101341196B1 (ko) | 수계 코팅액을 이용한 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막과 그의 제조방법 및 상기 분리막을 이용한 전기화학소자 | |
KR101298340B1 (ko) | 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막 및 이를 이용한 이차전지소자 | |
TWI702750B (zh) | 電極製造方法、電極及二次電池 | |
CN103531735B (zh) | 一种锂离子电池用聚烯烃多层微多孔膜及其制备方法 | |
CN110600664B (zh) | 一种电池隔膜、其制备方法及包含其的电池 | |
CN111653717B (zh) | 一种复合隔膜的制备方法、复合隔膜和锂离子电池 | |
CN108878733B (zh) | 一种电化学装置隔离膜涂层及其制备方法和用途 | |
JP2001118558A (ja) | 部分被覆されたセパレータ | |
WO2012137376A1 (ja) | 非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池 | |
CN104064707A (zh) | 无机/有机复合隔膜、其制备方法及含该隔膜的锂离子二次电池 | |
CN105161661A (zh) | 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法以及一种锂离子电池 | |
KR20200139769A (ko) | 세퍼레이터를 제조하기 위한 코팅 슬러리, 전기화학 장치용 세퍼레이터 및 이의 제조 방법 | |
JP2013187196A (ja) | ポリマーリチウムイオン電池およびそのセパレータ | |
WO2012137374A1 (ja) | 非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池 | |
US20180233727A1 (en) | Separator for a non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery | |
WO2014136837A1 (ja) | 非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池 | |
WO2014136838A1 (ja) | 非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池 | |
JP7471477B2 (ja) | 蓄電デバイス用セパレータ及び蓄電デバイス | |
KR101198672B1 (ko) | 이차전지용 전극의 제조방법, 이에 의해 제조되는 이차전지용 전극, 및 이를 포함하는 이차전지 | |
CN113224297A (zh) | 负极极片、应用所述负极极片的电池以及电子装置 | |
CN115117560A (zh) | 一种补锂复合隔离膜及其制备方法和应用 | |
CN111373569B (zh) | 蓄电装置用分隔件及蓄电装置 | |
CN112271403A (zh) | 一种聚合物涂覆隔膜及其制备方法和锂离子电池 | |
TWI452755B (zh) | 隔離膜及其製造方法 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210126 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |