CN113285170B - 一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S001.将分散剂A、分散剂B、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物、粘结剂、润湿剂搅拌混合均匀，得到含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料；步骤S002.将经步骤S001获得的涂覆浆料涂覆在基膜的单面或双面，烘干、除去水分后得到水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜。本发明采用双组份分散剂来分散聚偏氟乙烯或其共聚物材料，通过借助双组份分散剂的空间位阻效应和电荷排斥作用，来使材料进一步得到分散，分散效果更好。将所得含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜上时，所获聚偏氟乙烯类材料涂层均匀，涂层透气度值小，能够使水性聚偏氟乙烯类材料涂覆锂离子电池隔膜产品性能一致性更好。

Description

一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜制备技术领域，特别涉及一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法。

背景技术

在锂离子电池中，隔膜有两个主要作用：第一、隔膜是一种电子绝缘的高分子功能材料，可使电池的正、负极分开，避免两极直接接触而引发短路；第二、隔膜具有大量曲折贯通的微孔，可供电解液中的锂离子在微孔中自由通过，在正、负极之间迁移形成回路，而电子则通过外部回路形成电流，提供给用电设备利用。

目前，通过干法和湿法两种工艺制备的聚烯烃微孔隔膜，如聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜或由聚乙烯膜和聚丙烯膜组成的复合隔膜等，其因具有良好的力学性能、优异的化学温度性，已经成为用于锂离子电池用的主要隔膜。但是，聚烯烃微孔隔膜存在对电解液润湿性差和与极片的界面效应差等问题。

聚偏氟乙烯(PVDF)或其共聚物涂覆隔膜是指在传统聚烯烃微孔隔膜上涂覆聚偏氟乙烯或其共聚物涂层的隔膜，聚偏氟乙烯或其共聚物涂层有以下优点：(1)能够粘结聚烯烃微孔隔膜和极片，改善界面效应，并使极片硬度变高，电池更薄更结实，方便加工和运输；(2)增加电解液对隔膜的润湿性以及保液性，提高电池的循环性能，同时降低制成时间，进而提高生产效率。

早期生产厂家使用有机溶剂(丙酮、NMP)来溶解聚偏氟乙烯或其共聚物，一方面有机溶剂对环境及车间操作人员带来职业危害，另一方面生产成本高，不符合绿色环保可持续发展的方向。而聚偏氟乙烯或其共聚物材料为疏水性材料，较难在水中分散成均匀的悬浮体系，导致聚偏氟乙烯或其共聚物材料在水中形成的水性浆料体系并不稳定，原料容易沉降分层并形成硬结底，而不稳定的浆料体系不仅容易出现隔膜生产不稳定的问题，还会使涂覆隔膜产品的性能一致性变差。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，旨在解决现有技术中，以水作为溶剂溶解聚偏氟乙烯或其共聚物时难以形成稳定浆料，进而使各水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜产品性能一致性变差的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明提供了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，其中，包括以下步骤：

步骤S001.用去离子水将分散剂A、分散剂B、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物、粘结剂、润湿剂搅拌混合均匀，得到含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料；

步骤S002.将经步骤S001获得的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜的单面或双面，烘干、除去水分后得到水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，步骤S001所述分散剂A包括甲基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷、苯基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性聚硅氧烷、有机氟改性聚硅氧烷中的一种或多种。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，所述分散剂A还包括质量分数为85％-99.5％的去离子水。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，步骤S001所述分散剂B包括膨润土、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、羧甲基纤维素铵、羟丙基甲基纤维素、聚氨基甲酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，所述分散剂B还包括质量分数为95-99.5％的去离子水。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，步骤S001中，所述聚偏氟乙烯共聚物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，步骤S001所述粘结剂为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、苯丙乳液、丁苯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、脲醛树脂、酚醛树脂中的一种多种。

所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法中，步骤S001所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯中的一种或多种。

进一步的，所述步骤S002中，使用涂布机将经步骤S001获得的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆浆料涂覆在基膜的单面或双面；涂布机的传动辊速度为20-100米/分钟，涂层的烘干温度为30-90℃。

进一步地，所述步骤S002中，水性聚偏氟乙烯类材料涂层厚度为0.5-2.6μm，涂层面密度为0.5-1.8g/m²。

有益效果：

本发明提供了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，采用双组份分散剂来分散聚偏氟乙烯或其共聚物材料，通过协同利用双组份分散剂的空间位阻效应和电荷排斥作用，来使聚偏氟乙烯或其共聚物材料进一步得到分散，分散效果更好，并使所获含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料均匀、稳定、并且可长期储存。在利用该含水性聚偏氟乙烯类材料的涂覆浆料生产锂离子电池隔膜时，无需对浆料进行研磨或球磨，有利于提高隔膜的生产效率。将该含聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜上时，所获聚偏氟乙烯类材料的涂层均匀，涂层透气度值小，不会出现掉粉、缩孔、漏涂等问题，能够使水性聚偏氟乙烯类材料涂覆锂离子电池隔膜产品性能一致性更好。

附图说明

图1为实施例5所得水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的SEM图。

图2为对比例1所得水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的SEM图。

图3为对比例2所得水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的SEM图。

具体实施方式

本发明提供了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，其中，包括以下步骤：

步骤S001.用去离子水将分散剂A、分散剂B、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物、粘结剂、润湿剂搅拌混合均匀，得到含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料；

步骤S002.将经步骤S001获得的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜的单面或双面，烘干、除去水分后得到水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜。

本发明首先在制备含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料时，采用双组份分散剂来分散聚偏氟乙烯或其共聚物材料，通过利用两种分散剂的空间位阻作用和电荷排斥作用，来使聚偏氟乙烯或其共聚物材料进一步得到分散，分散效果更好，并使所获含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料均匀、稳定，且可长期储存。而后，在利用该含聚偏氟乙烯类材料的水性浆料生产隔膜时，无需对浆料进行研磨或球磨，有利于提高隔膜的生产效率。浆料涂覆在基膜上时，所获聚偏氟乙烯类材料的涂层均匀，不会出现掉粉、缩孔、漏涂等问题，确保了水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜产品性能一致性更好。

进一步地，在步骤S001中，所述分散剂A包括甲基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷、苯基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性聚硅氧烷、有机氟改性聚硅氧烷中的一种或多种。上述分散剂A为改性聚硅氧烷化合物，其中的聚硅氧烷链段作为为疏水基，能够使改性聚硅氧烷化合物与聚偏氟乙烯或其共聚物材料有一定的相容性；而通过对聚硅氧烷接枝改性亲水基团，使聚偏氟乙烯或其共聚物材料与水溶液的相容性得到提升，并通过空间位阻作用更好的分散于水中。

进一步的，在步骤S001中，所述分散剂A还包括质量分数为85％-99.5％的去离子水。改性聚硅氧烷化合物在水中的浓度太高时，含聚偏氟乙烯类材料的水性浆料中会残留较多高沸点的改性聚硅氧烷化合物，在制备过程中改性聚硅氧烷化合物难以除去，影响水性聚偏氟乙烯或其共聚物涂覆隔膜的透气性。改性聚硅氧烷化合物在水中的浓度太低时，会使聚偏氟乙烯或其共聚物粉末难以润湿，分散不完全。优选的，所用去离子水的质量分数在上述范围内，能够使改性聚硅氧烷化合物对疏水性的聚偏氟乙烯类材料更好的起到分散作用。

进一步的，步骤S001所述分散剂B包括膨润土、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、羧甲基纤维素铵、羟丙基甲基纤维素、聚氨基甲酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。其中，所述膨润土属于黏土类矿物，具有较好的离子交换性能和吸附性能，其溶于水中能电解出带电荷的离子，进而利用同级电荷之间相互排斥及分子结构的空间位阻效应来增加聚偏氟乙烯或其共聚物材料在水中的分散性。所述甲基纤维素、羟乙基纤维素钠、羧甲基纤维素铵以及羟丙基甲基纤维素等能通过电荷吸附对疏水性材料表面进行包覆，被包覆的材料通过带同级电荷的包覆材料的空间位阻效应来防止疏水性材料在水中团聚沉降，从而使聚偏氟乙烯或其共聚物材料溶于水后能更好的被分散。所述聚氨基甲酸酯可以吸附到疏水性材料表面，同时其亲水基团与水相溶性好，且亲水基团能够顺利展开形成空间位阻或电荷排斥效应，因而其分散能力强、稳定性好。而所述聚乙烯吡咯烷酮可以吸附到疏水性材料表面，并借助空间位阻效应来使聚偏氟乙烯或其共聚物材料在水中得以分散。通过同时利用所述分散剂B的静电排斥以及空间位阻效应，可使聚偏氟乙烯类材料材料的分散效果得到进一步提升。

进一步的，在步骤S001中，所述分散剂B还包括质量分数为95-99.5％的去离子水。分散剂B的浓度太高时，含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料较为粘稠，不利于涂布。优选的，分散剂B在配制时，所用去离子水的质量比在上述范围内，通过分散剂A和分散剂B的协同作用，能够使含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料的稳定性最佳。

进一步的，在步骤S001，所述聚偏氟乙烯共聚物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。

进一步的，在步骤S001，所述粘结剂为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、苯丙乳液、丁苯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、脲醛树脂、酚醛树脂中的一种多种。所述粘结剂用于提高浆料的粘结性能，使被涂覆的浆料更加稳固的粘结于基膜的单面或双面。

进一步的，在步骤S001中，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯中的一种或多种。所述润湿剂用于改善浆料的流平性能，使被涂覆于基膜单面或双面的浆料能够更好的流平，有利于改善涂层的平整性和均匀性。

进一步的，在步骤S002中，所述基膜为聚乙烯隔膜，聚丙烯膜隔膜，聚乙烯、聚丙烯复合隔膜以及陶瓷涂覆隔膜的任意一种。

进一步的，在步骤S002中，使用涂布机将经步骤S001获得的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜的单面或双面；涂布机的传动辊速度为20-100米/分钟，涂层的烘干温度为30-90℃。涂布机传动辊速度和烘干温度的不同均会影响聚偏氟乙烯或其共聚物涂层的厚度、涂层面密度以及涂层透气性能，进而影响到水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的各项性能。所述传动辊速度和涂层烘干温度在上述范围时，所获水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜各项性能达到最优。

进一步地，在步骤S002中，涂覆方式为微凹版式辊涂、浸涂式涂布、喷涂式涂布、点涂式涂布中的任意一种。

进一步地，在步骤S002中，水性聚偏氟乙烯类材料的涂层厚度为0.5-2.6μm，涂层面密度为0.5-1.8g/m²。涂层的面密度大时，会增加涂覆隔膜的透气度，进而增加锂离子电芯的内阻，影响锂离子电芯的电性能；而涂层的面密度太小时，涂层与极片的粘结性不佳，起不到涂层改善电芯的作用。涂层厚度和涂层面密度分别位于上述范围时，涂层的透气度不会太高，有利于确保水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜具备足够的吸液量和保液能力，从而使隔膜的各项性能达到最优，并可改善锂离子电芯的电性能。

上述分散剂A、分散剂B、粘结剂以及润湿剂等助剂的种类不同时，会对含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料的稳定性及涂层性能如涂层厚度、涂层面密度以及涂层透气度造成影响；通过上述助剂的协同作用才能使浆料的稳定性得到提升，并使涂覆有水性聚偏氟乙烯类材料的隔膜产品性能一致性更好。

为了进一步的阐述本发明提供的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，提供如下对比例和实施例：

对比例1

S001、将0.5重量份的乙氧基改性聚硅氧烷溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀得分散剂A；而后依次向分散剂A中加入聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为30米/分钟，烘干温度为52℃，聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层除去水分后，得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

对比例2

S001、将1重量份的羧甲基纤维素钠溶于99重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。而后依次向分散剂B中加入聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为30米/分钟，烘干温度为52℃，聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层除去水分后，得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例1：

S001、将0.5重量份的甲基改性聚硅氧烷溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将0.5重量份的羧甲基纤维素钠溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为40米/分种，烘干温度为60℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例2：

S001、将1重量份的氨基改性聚硅氧烷溶于99重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将1量份的羧甲基纤维素钠溶于99份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过浸涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为30米/分种，烘干温度为50℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例3：

S001、将0.5重量份的氨基改性聚硅氧烷溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将2重量份的羧甲基纤维素钠溶于98重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为45米/分种，烘干温度为65℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例4：

S001、将0.5重量份的聚醚改性聚硅氧烷溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的羧甲基纤维素铵溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯和十二烷基苯磺酸钠搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-甲基丙烯酸甲酯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为50米/分种，烘干温度为65℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-甲基丙烯酸甲酯涂覆隔膜。

实施例5：

S001、将0.5重量份的乙氧基改性聚硅氧烷溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将1重量份的羧甲基纤维素钠溶于99重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过微凹板式辊涂，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为65米/分种，烘干温度为75℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例6：

S001、将5重量份的有机氟改性聚硅氧烷溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将0.5重量份的膨润土溶于99.5重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、苯丙乳液和脂肪酸甘油酯拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为80米/分种，烘干温度为85℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例7：

S001、将10重量份的甲基改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚醋酸乙烯酯乳液和脂肪酸甘油酯拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚乙烯隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为100米/分种，烘干温度为90℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例8：

S001、将10重量份的甲基改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的羟丙基甲基纤维素溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、脲醛树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过点涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚乙烯隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为20米/分种，烘干温度为40℃，除去水分后得到水性偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例9：

S001、将10重量份的苯基改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的聚氨基甲酸酯溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、酚醛树脂和脂肪醇聚氧乙烯醚拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚乙烯隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为25米/分种，烘干温度为43℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例10：

S001、将10重量份的聚醚改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、丁苯乳液和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚丙烯膜隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为40米/分种，烘干温度为60℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例11：

S001、将10重量份的乙氧基改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯共聚物涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯共聚物浆料涂覆在聚乙烯、聚丙烯复合隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为40米/分种，烘干温度为60℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯-六氟丙烯涂覆隔膜。

实施例12：

S001、将10重量份的有机氟改性聚硅氧烷溶于90重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂A；将5重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于95重量份的去离子水中，搅拌均匀获得分散剂B。依次向分散剂A中加入分散剂B、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌混合均匀，得到水性聚偏氟乙烯涂覆浆料；

S002、通过喷涂式涂布工艺，将得到的水性聚偏氟乙烯浆料涂覆在市售陶瓷隔膜的单面，并对聚偏氟乙烯涂层进行烘干处理，其中，传动辊速度为40米/分种，烘干温度为60℃，除去水分后得到水性聚偏氟乙烯涂覆隔膜。

将上述对比例1、对比例2以及实施例1至实施例12所得到的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料静置储存30日，观察浆料分层和硬结底的情况，并对涂覆于隔膜表面的涂层进行观察。观察结果如下表所示。

从上表可以看出，采用双组份分散剂分散聚偏氟乙烯类材料的各实施例所得到的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料稳定性优异，浆料储存30日不会出现分层和硬结底的现象，能够使浆料涂覆后，形成于隔膜表面的聚偏氟乙烯或其共聚物涂层均匀、无掉粉、无缩孔、无漏涂等问题，因而可使涂覆有水性聚偏氟乙烯类材料浆料的隔膜产品的性能一致性更好。而采用单组分分散剂分散聚偏氟乙烯类材料的对比例1和对比例2所得到的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料稳定性差，浆料储存30日出现有分层和硬结底的现象，不利于改善水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的性能。

性能测试：

(1)采用日立-S3400型钨灯丝扫描电镜分别对对比例1、对比例2以及实施例5中的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的外观形貌进行分析，测试前样品需做喷金处理。实施例5、对比例1以及对比例2所获样品的SEM照片分别如图1、图2以及图3所示，从图1中可以看出经双组份分散剂分散的聚偏氟乙烯类材料分散的较为均匀，没有明显的团聚现象，而图2、图3经单组分分散剂分散的聚偏氟乙烯类材料的团聚现象明显，不利于改善水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的性能，难以提高隔膜产品的性能一致性。

(2)利用厚度仪、电子天平、透气密度仪对上述对比例1、对比例2以及实施例1至实施例12所得到的水性聚偏氟乙烯类材料的涂层厚度、涂层面密度以及涂层透气度进行检测，检测结果如下表所示：

从上表可知，由上述各实施例获得的水性聚偏氟乙烯类材料涂层的透气度值均小于对比例1和对比例2所得涂层的透气度值；其中，实施例5为在其它工艺参数条件保持不变的情形下，同时使用对比例1和对比例2所采用的分散剂的实施例。而涂层的透气度值对电池隔膜的电性能有重要影响，涂层的透气度值越小，相应的能够减小锂离子电池电芯的内阻，改善锂离子电池电芯的电性能。由于水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜，其涂层的透气度值维持在合理范围内，因而可确保涂覆有水性聚偏氟乙烯类材料浆料的隔膜产品性能保持一致。

综上所述，本发明提供了一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，采用双组份分散剂来分散聚偏氟乙烯或其共聚物材料，通过协同利用双组份分散剂的空间位阻效应和电荷排斥作用，来使聚偏氟乙烯或其共聚物材料进一步得到分散，分散效果更好，并使所获含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料均匀、稳定、并且可长期储存。在利用该含水性聚偏氟乙烯类材料的涂覆浆料生产锂离子电池隔膜时，无需对浆料进行研磨或球磨，有利于提高隔膜的生产效率。将该含聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜上时，所获聚偏氟乙烯类材料的涂层均匀，涂层透气度值小，不会出现掉粉、缩孔、漏涂等问题，能够使水性聚偏氟乙烯类材料涂覆锂离子电池隔膜产品性能一致性更好。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S001.用去离子水将分散剂A、分散剂B、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物、粘结剂、润湿剂搅拌混合均匀，得到含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料；

步骤S002.将经步骤S001获得的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料涂覆在基膜的单面或双面，烘干、除去水分后得到水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜；

所述步骤S001中，所述分散剂A包括甲基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷、苯基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性聚硅氧烷、有机氟改性聚硅氧烷中的一种或多种；

所述步骤S001中，所述分散剂B为羧甲基纤维素钠；

所述分散剂A还包括质量分数为99％或99.5％的去离子水；

所述分散剂B还包括质量分数为98％或99％或99.5％的去离子水；

所述步骤S001中，所述聚偏氟乙烯共聚物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯；

所述步骤S001中，所述粘结剂为聚丙烯酸甲酯；

所述步骤S001中，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述步骤S002中，将经步骤S001获得的含有聚偏氟乙烯类材料的水性浆料通过涂布机涂覆在基膜的单面或双面；涂布机的传动辊速度为30米/分钟或40米/分钟或45米/分钟/或65米/分钟，涂层的烘干温度为50℃或60℃或65℃或75℃。

2.根据权利要求1所述的水性聚偏氟乙烯类材料涂覆隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S002中，水性聚偏氟乙烯类材料的涂层厚度为0.5-2.6μm，涂层面密度为0.5-1.8g/m²。

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