CN113563768A - 粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池 - Google Patents

粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池。粘结涂层浆料包括：粘结剂、水和助溶剂，粘结剂包括有机粘结剂和水性粘结剂，且有机粘结剂和水性粘结剂之间能够形成氢键。有机粘结剂和水性粘结剂之间能够形成氢键，有利于提高粘结涂层浆料的粘结性能。采用上述粘结涂层浆料能够形成含有多个环状结构的粘结涂层，相比于有机粘结剂的整面堆积，上述粘结结构具有更低的密度，这有利于降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的风险，进而降低含有粘结涂层的基材的内阻；同时，形成上述粘结结构所需的粘结涂层浆料的浓度更低，从而能够降低粘结涂层浆料的原料成本。

Description

粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，具体而言，涉及一种粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具备高能量密度、高输出功率、长循环寿命、无记忆效应等特点，广泛应用于3C消费类电子产品、动力汽车、大型储能等领域。然而，锂离子电池在长期循环充放电过程中，由于正极和负极活性材料的体积膨胀收缩，容易导致锂离子电池正负极界面变形和错位等，影响电池性能发挥。
锂离子电池隔膜是一种具有离子通道且电子绝缘的多孔膜，在正极和负极之间起到隔离的作用。目前锂离子电池中常采用的隔膜包括聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜和聚丙烯/聚乙烯复合隔膜等。在组装电池时，为了缓解正负极材料在脱锂嵌锂过程中的体积膨胀收缩作用，抑制由于体积膨胀收缩作用产生的形变，通常使用粘结涂层将电池正极、负极通过隔膜粘结在一起，从而达到改善电池界面的目的。
现有技术中粘性物质一般采用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯腈(PAN)等高分子聚合物以及它们的改性共聚物，主要利用旋转喷涂法、微凹版辊涂法等方式将上述粘性物质涂覆在隔膜基材表面形成粘结涂层。其中，采用旋转喷涂法制备的粘结涂层形貌表现为错落无序的点状分布，且喷涂点大小不一，形成的粘结涂层厚度不均一，喷涂点较为致密的粘结材料，该致密的粘结材料涂覆在隔膜基材上存在堵塞隔膜基材多孔结构的可能性，从而导致离子通道被堵塞，提高了锂离子电池内部阻抗。
因此，有必要研发出一种同时具有良好的粘结性又能够抑制堵塞隔膜基材多孔结构的锂离子电池隔膜。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种粘结涂层浆料、隔膜和锂离子电池，以解决现有技术中含有粘结涂层的隔膜的粘结涂层的粘结性差，且涂覆在基材表面形成的涂层致密性太高，容易堵塞离子通道，导致锂离子电池阻抗过高的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种粘结涂层浆料，粘结涂层浆料包括：粘结剂、水和助溶剂，粘结剂包括有机粘结剂和水性粘结剂，且有机粘结剂和水性粘结剂之间能够形成氢键。
进一步地，按重量份计，粘结涂层浆料包括5～20份有机粘结剂，1～5份水性粘结剂，55～94份水和0.1～20份助溶剂。
进一步地，有机粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物组成的组中的一种或多种；水性粘结剂选自聚丙烯酸类有机物、聚丙烯酸酯类有机物和聚氨酯类有机物、苯乙烯-丙烯酸酯类有机物组成的组中的一种或多种；和/或，聚偏氟乙烯的聚合度为1500～11000，重均分子量为10～70万，聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1000～10000，重均分子量为10～100万，聚丙烯腈的聚合度为100～6000，重均分子量为1～30万，偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为800～10000，重均分子量为10～90万。
进一步地，按重量份计，粘结涂层浆料还包括：0～1份增稠剂和0～5份助剂。
进一步地，助溶剂选自乙醇、乙二醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、二氯甲烷、丙酮、苯、丙烯腈、乙酸乙酯和乙醚组成的组中的一种或多种；和/或，增稠剂选自羧甲基纤维素、羟甲基纤维素和膨润土组成的组中的一种或多种；和/或，助剂选自流平剂、分散剂和阻聚剂组成的组中的一种或多种。
进一步地，粘结涂层浆料包括8～20份有机粘结剂，1～4份水性粘结剂，55～90份水，1～20份助溶剂，0～1份增稠剂和0～4份助剂。
为了实现上述目的，本发明另一个方面还提供了一种隔膜，包括基材和设置在基材一侧或两侧的粘结涂层，粘结涂层采用上述粘结涂层浆料经涂覆及干燥处理形成。
进一步地，粘结涂层的涂层厚度为1～10μm，涂层面密度为0.3～2.0g·m-2；和/或，粘结涂层包含多个由粘结涂层浆料形成的粘结结构，且粘结结构的直径为100～2000μm。
进一步地，基材选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、陶瓷涂覆型聚乙烯膜、陶瓷涂覆型聚丙烯膜、陶瓷涂覆型聚酰亚胺膜、陶瓷涂覆型聚酯膜和无纺布组成的组中的一种或多种；和/或，基材的厚度为5～50μm，孔隙率为30～60％。
本发明的又一方面提供了一种锂离子电池，锂离子电池包含上述隔膜。
应用本发明的技术方案，制得了一种粘结涂层浆料。有机粘结剂和水性粘结剂之间能够形成氢键有利于提高粘结涂层浆料的粘结性能。采用上述粘结涂层浆料能够形成含有多个环状结构的粘结涂层，相比于有机粘结剂的整面堆积，上述粘结结构具有更低的密度，这有利于降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的风险，进而降低含有粘结涂层的基材的内阻；同时，形成上述粘结结构所需的粘结涂层浆料的浓度更低，从而能够降低粘结涂层浆料的原料成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例1中粘结涂层浆料涂覆在基材表面之后，粘结涂层浆料内部随着溶剂的蒸发而产生的补偿液流示意图；
图2示出了根据本发明实施例1制得隔膜的环状结构排列方式示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有的含有粘结涂层的隔膜的粘结涂层存在粘结性差，且涂覆在基材表面形成的涂层致密性太高，容易堵塞离子通道，导致锂离子电池阻抗过高的问题。为了解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种粘结涂层浆料，上述粘结涂层浆料包括：粘结剂、水和助溶剂，粘结剂包括有机粘结剂和水性粘结剂，且有机粘结剂和水性粘结剂之间能够形成氢键。
当粘结涂层浆料涂覆在基材的一侧或两侧之后，随着溶剂的蒸发，该粘结涂层浆料受边缘固定力的影响，其内部产生从内部向边缘的补偿液流。如图1所示，该补偿液流将粘结涂层浆料内部的有机粘结剂和水性粘结剂运输到边缘区域，随着溶剂的蒸发，这两种组分在边缘沉积下来，完全干燥后会形成环状结构。也就是说，利用上述“咖啡环效应”使得粘结涂层浆料在涂覆后易于形成具有环状结构的粘结结构。
相比于有机粘结剂的整面堆积，上述粘结结构(即“咖啡环”结构)具有更低的密度，这有利于降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的风险，进而降低含有粘结涂层的基材的内阻；同时，形成上述粘结结构所需的粘结涂层浆料的浓度更低，从而能够降低粘结涂层浆料的原料成本。
在一种优选的实施方式中，按重量份计，粘结涂层浆料包括5～20份有机粘结剂，1～5份水性粘结剂，55～94份水和0.1～20份助溶剂。比如，按重量份计，可取8份、10份、12份、6份、15份、20份的有机粘结剂；可取1份、1.2份、3份的水性粘结剂；可取65份、80份、85份、90份的水；可取15份、10份的助溶剂。
相比于其它用量范围，将上述有机粘结剂、水性粘结剂、水以及助溶剂各组分的用量限定在上述范围内，能够使粘结涂层浆料具有合适的浓度和粘度，便于施工和节约成本；同时将各组分的用量限定在上述范围内还有利于提高有机粘结剂和水性粘结剂向液滴边缘的迁移速率，从而有利于进一步提高其形成环状粘结结构的效率，缩短粘结涂层的制备周期。助溶剂是一类能够与水互溶的溶剂，将助溶剂的用量限定在本申请优选范围内有利于调节溶剂的表面张力。
理想的锂离子电池粘结材料必须要具有良好的粘结性能，良好的耐溶剂性，良好的电化学稳定性以及较宽的电化学稳定窗口，且不与电池内部其它物质发生化学反应。为了提高粘结涂层材料的粘结性能，同时满足锂离子电池本身对于粘结涂层材料的电化学稳定窗口的要求，在一种优选的实施方式中，有机粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物组成的组中的一种或多种。
其中，聚偏氟乙烯是一种链状高分子聚合物，是一种绝缘体，具有较高的介电常数，稳定的电化学窗口，且易于形成浆料。聚偏氟乙烯中的长链可以与水性粘结剂分子链相互缠结，聚偏氟乙烯分子结构中长链上的氟原子参与形成氢键，从而增强单一的聚甲基丙烯酸甲酯的粘结性能。此外，聚偏氟乙烯粘结剂与基材发生粘结的机理是通过聚偏氟乙烯分子结构中长链上的氟原子和电极极片中的活性组分颗粒形成氢键，氢键的作用使得各个组分颗粒串在一起。而偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物比聚偏氟乙烯有更高的粘结力，同时，对化学介质的耐受性也优于聚偏氟乙烯。
聚甲基丙烯酸甲酯分子结构具有良好的柔韧性，与基材的接触面积大，能够提高在基材表面的粘结性能；同时，由于聚甲基丙烯酸甲酯分子链端含有羧基，羧基基团可以与水性粘结剂之间形成氢键，从而增强单一的聚甲基丙烯酸甲酯的粘结性能。
聚丙烯腈分子结构中含有氰基，氰基基团也可以与水性粘结剂之间形成氢键，从而增强单一的聚甲基丙烯酸甲酯的粘结性能。
为了提高粘结涂层浆料的粘结性能，降低粘结涂层浆料的粘度，在一种优选的实施方式中，水性粘结剂包括但不限于聚丙烯酸类有机物、聚丙烯酸酯类有机物和聚氨酯类有机物、苯乙烯-丙烯酸酯类有机物组成的组中的一种或多种。上述种类的水性粘结剂能够使其与有机粘结剂分子结构中的分子链相互缠结，同时形成氢键，有利于提升粘结剂的粘结性能，将其应用在锂离子电池粘结剂中能够提升极片的剥离强度和电池结构的稳定性。这是因为在水性粘结剂当中存在羧基，羧基官能团会与电极上的活性物质或导电剂颗粒表面的羧基形成酯键结构，从而起到粘结作用。
为了进一步提高粘结涂层浆料的粘结性能，在一种优选的实施方式中，聚偏氟乙烯的聚合度为1500～11000，重均分子量为10～70万，聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1000～10000，重均分子量为10～100万，聚丙烯腈的聚合度为100～6000，重均分子量为1～30万，偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为800～10000，重均分子量为10～90万。
为了进一步提高上述粘结涂层浆料形成的粘结涂层的综合性能，可以加入一些辅助性的成分。在一种优选的实施方式中，按重量份计，粘结涂层浆料还包括：0～1份增稠剂和0～5份助剂。增稠剂是一种能增加液态混合体系黏度的物质。相比于其它用量范围，将增稠剂的用量限定在上述范围内，能够使粘结涂层浆料具有更合适的黏度，从而有利于提高其涂覆性能，便于成膜。上述助剂可以包括流平剂、分散剂和阻聚剂等等。采用流平剂有利于使粘结涂层浆料在后续涂覆和干燥成膜过程中形成更加平整、光滑且均匀的涂层。采用分散剂有利于提高上述粘结涂层浆料的分散均匀性，有利于后续浆料涂覆后形成均匀的涂层。相比于其它用量范围，将助剂的用量限定在上述范围内，有利于进一步提高粘结涂层浆料的综合性能，有利于提高后续涂覆步骤中粘结涂层的厚度均一性和成膜性能。
本申请采用的助溶剂可以采用本领域常用的种类。比如，助溶剂包括但不限于乙醇、乙二醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、二氯甲烷、丙酮、苯、丙烯腈、乙酸乙酯和乙醚组成的组中的一种或多种。
本申请采用的增稠剂可以采用本领域常用的种类。比如，增稠剂包括但不限于羧甲基纤维素、羟甲基纤维素和膨润土组成的组中的一种或多种。其中，羧甲基纤维素和羟甲基纤维素能通过水合膨胀的长链起增稠作用。采用上述种类的增稠剂，有利于进一步调节粘结涂层浆料的黏度。
为了进一步降低粘结涂层的致密性，同时提高粘结涂层的粘结性能，优选地，上述粘结涂层浆料包括8～20份有机粘结剂，1～4份水性粘结剂，55～90份水，1～20份助溶剂，0～1份增稠剂和0～4份助剂。
本申请第二方面提供了一种隔膜，包括基材和设置在基材一侧或两侧的粘结涂层，上述粘结涂层采用上述粘结涂层浆料经涂覆及干燥处理形成。
采用上述粘结涂层浆料能够形成含有多个环状结构的粘结涂层，相比于现有粘结剂的整面堆积，上述含有多个环状结构的粘结涂层具有更低的密度，这有利于降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的风险；同时，形成上述粘结结构所需的粘结涂层浆料浓度更低，有利于降低形成粘结涂层浆料的原料成本，这使得含有上述粘结涂层的隔膜具有较低的成本。
在一种优选的实施方式中，粘结涂层的涂层厚度为1～10μm，涂层面密度为0.3～2.0g·m-2。上述粘结涂层的厚度和面密度包括但不限于上述范围，粘结涂层与基材之间的作用力明显增强，因而将其限定在上述范围内有利于进一步提高上述隔膜的粘结性能，从而有利于提高后续制得的电池的结构稳定性。
将上述隔膜制成电池后，锂离子能够从环状粘结结构的中空位置穿过，从而实现了提高电池的电学性能的效果。在一种优选的实施方式中，粘结涂层包含多个由粘结涂层浆料形成的粘结结构，且粘结结构的直径为100～2000μm。将粘结结构的直径限定在上述范围内，有利于进一步在充分考虑粘结涂层的粘结性能的基础上，同时进一步提高锂离子通道的数量，从而能够进一步降低电池的内部阻抗。
本申请的第二方面还提供了一种优选的采用本申请提供的粘结涂层浆料形成隔膜的方法包括：将上述粘结涂层浆料涂覆于基材的一侧或两侧，得到待干燥的含粘结涂层的基材；对待干燥的含粘结涂层的基材进行干燥处理，以在基材上形成粘结涂层，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。
为了提高粘结涂层对电极片的粘结性能，同时降低粘结涂层的涂层面密度，从而降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的风险，在一种优选的实施方式中，上述粘结结构呈阵列式周期性排布。优选地，上述阵列式周期性排列包括但不限于径向排列、斜向排列、棋盘状排列、同心圆排列和正六边形排列组成的组中的一种或多种。
上述形成含有环状粘结结构的隔膜的过程可以采用本领域常用的方法，比如，涂覆的涂覆方法包括但不限于凹版涂覆、微凹版涂覆、凸版涂覆和阵列点涂组成的组中的一种或多种。采用上述涂覆方法有利于形成阵列式周期性排布的粘结结构，进而有利于降低粘结涂层的涂层面密度，减少粘结涂层堵塞基材中多孔结构的可能性。
在一种优选的实施方式中，干燥处理的温度为50～85℃。干燥过程的温度包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围不仅有利于提高溶剂的蒸发速率，同时还有利于提高环状结构的规整性，从而能够降低因粘结结构的形状而影响隔膜中的锂离子通道的数量。
隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，隔膜基材应用在锂电池中起着避免正负极片接触而短路的作用，还具有快速传输锂离子的重要功能。在一种优选的实施方式中，基材包括但不限于聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、陶瓷涂覆型聚乙烯膜、陶瓷涂覆型聚丙烯膜、陶瓷涂覆型聚酰亚胺膜、陶瓷涂覆型聚酯膜和无纺布组成的组中的一种或多种。上述种类的基材具有化学稳定性好、熔点高、机械强度高和孔隙率高等优点；同时，粘结涂层浆料在上述基材表面的浸润性较好，有利于粘结涂层浆料的在基材表面的涂覆。
陶瓷涂覆型聚乙烯膜是指聚乙烯膜表面涂覆有一层或多层陶瓷粉末层。
电池的内部阻抗和稳定性很大程度上受隔膜中基材的厚度和孔隙率的影响，为了进一步降低电池的内部阻抗，同时提高电池的结构稳定性，优选地，基材的厚度为5～50μm，孔隙率为30～60％。比如，基材的厚度可以取5μm、12μm、20μm、30μm、40μm，孔隙率可以取30％、40％、43％、50％、60％。
本申请第三方面提供了一种锂离子电池，上述锂离子电池包含上述隔膜。相比于常用的锂离子电池隔膜，采用本申请提供的隔膜制备锂离子电池一方面能够保证隔膜与电极片之间具有良好的粘结性能，提高结构的稳定性；另一方面还能够降低粘结涂层堵塞基材中多孔结构的可能性，降低电池的内部阻抗；此外，因具有上述粘结结构的隔膜具有较低的制备成本，这也能够使锂离子电池成本更低。在此基础上，含有上述隔膜的锂离子电池具有结构稳定、内部阻抗小和成本低的优点。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
需要说明的是，下列全部实施例及对比例制得的隔膜均采用Gurley-4110N透气度测试仪进行透气性测试，透气性测试标准参见国标GB/T 36363-2018。
下列全部实施例及对比例制得的隔膜与电极片间的剥离力均采用拉力测试仪测试，测试标准参见国标GB/T 2792-1998，其中，正极极片为镍钴锰三元材料构成的电极。
下列全部实施例及对比例制得的隔膜组装到全电池中进行锂离子电池阻抗特性测试，其中正极为镍钴锰三元材料构成的电极，负极为石墨电极，电解液为商用电解液，测试频率为1kHz，交流电压峰值低于20mV(参见国标GB/T 18287-2013)。
实施例1
将1g聚乙二醇加入到85g水中，搅拌30min后，再加入8g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物粉末(聚合度为6500，重均分子量为45万)，搅拌1h，然后将1g聚丙烯酸(聚合度为5000，重均分子量为40万)加入到上述混合溶液中，搅拌30min后，加入15g丙酮和适量羧甲基纤维素调节粘度至200cP并搅拌均匀，研磨10min，得到粘结涂层浆料。
采用凹版涂覆将上述制得的粘结涂层浆料涂覆于厚度为12μm、孔隙率为43％的聚乙烯陶瓷涂覆膜上，得到待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜。将上述待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜转移至烘箱内进行干燥，设置烘箱温度为60℃。干燥处理完成后，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。其中，如图2所示，环状粘结结构按照径向排列方式排列。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为193s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.0N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.54Ω。
实施例2
将1.7g分散剂油酸聚氧乙烯酯加入到90g水中，搅拌30min后，再加入10g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物粉末(聚合度为6500，重均分子量为45万)，继续搅拌1h。然后将1.2g聚丙烯酸(聚合度为5000，重均分子量为40万)加入上述混合溶液中，搅拌30min后，加入10g正丙醇和适量羧甲基纤维素搅拌调节粘度至200cP，研磨10min，得到粘结涂层浆料。
采用凹版涂覆将上述制得的粘结涂层浆料涂覆于厚度为12μm、孔隙率为43％的聚乙烯陶瓷涂覆膜上，得到待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜。将上述待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜转移至烘箱内进行干燥，设置烘箱温度为70℃。干燥处理完成后，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。其中，如图2所示，环状粘结结构按照径向排列方式排列。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.4g·m-2；粘结结构的直径为600μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为198s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为8.7N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.65Ω。
实施例3
将1.5g聚丙烯酸加入到85g水中，搅拌30min后，再加入12g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物粉末(聚合度为6500，重均分子量为45万)，继续搅拌1h。然后将15g异戊醇和适量羧甲基纤维素加入到上述混合溶液中调节粘度至200cP，研磨10min，得到粘结涂层浆料。
采用凹版涂覆将上述制得的粘结涂层浆料涂覆于厚度为12μm、孔隙率为43％的聚乙烯陶瓷涂覆膜上，得到待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜。将上述待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜转移至烘箱内进行干燥，设置烘箱温度为65℃。干燥处理完成后，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。其中，如图2所示，环状粘结结构按照径向排列方式排列。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为4μm，涂层面密度为2.0g·m-2；粘结结构的直径为800μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为201s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为7.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.97Ω。
实施例4
将1.5g分散剂磷酸三乙酯加入到90g水中，搅拌30min后，加入6g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，聚合度为7000，重均分子量为70万)粉末，继续搅拌1h。然后将1g聚丙烯酸乙酯(聚合度为2000，重均分子量为20万)加入上述混合溶液中，搅拌30min后，加入10g乙醇和适量羧甲基纤维素调节粘度至200cP并搅拌均匀，研磨10min，得到粘结涂层浆料。
采用凹版涂覆将上述制得的粘结涂层浆料涂覆于厚度为12μm、孔隙率为43％的聚乙烯陶瓷涂覆膜上，得到待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜。将上述待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜转移至烘箱内进行干燥，设置烘箱温度为60℃。干燥处理完成后，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。其中，如图2所示，环状粘结结构按照径向排列方式排列。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为0.8g·m-2；粘结结构的直径为600μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为191s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为12.7N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.51Ω。
实施例5
将1.5g聚乙二醇加入到80g水中，搅拌30min后，加入15g聚丙烯腈粉末(PAN，聚合度为3000，重均分子量为15万)，继续搅拌1h。然后将3g水性苯丙乳胶(聚合度4000，重均分子量70万)加入上述混合溶液中，搅拌30min后，加入20g乙二醇和适量羧甲基纤维素调节粘度至200cP并搅拌均匀，研磨10min，得到粘结涂层浆料。
采用凹版涂覆将上述制得的粘结涂层浆料涂覆于厚度为12μm、孔隙率为43％的聚乙烯陶瓷涂覆膜上，得到待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜。将上述待干燥的含粘结涂层的陶瓷涂覆膜转移至烘箱内进行干燥，设置烘箱温度为65℃。干燥处理完成后，得到所需的含有环状粘结结构的隔膜。其中，如图2所示，环状粘结结构按照径向排列方式排列。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为2.0g·m-2；粘结结构的直径为1000μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为217s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为9.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.71Ω。
实施例6
与实施例1的区别在于：加入5g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物粉末，1g聚丙烯酸，94g水，且加入0.1g丙酮、增稠剂和助剂。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为0.8g·m-2；粘结结构的直径为500μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为187s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为4.3N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.22Ω。
实施例7
与实施例1的区别在于：加入20g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物粉末，5g聚丙烯酸，55g水和20g丙酮，且不加入增稠剂和助剂。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为4μm，涂层面密度为2.5g·m-2；粘结结构的直径为1000μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为224s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为11.3N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.18Ω。
实施例8
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为聚偏氟乙烯，聚合度为1500，重均分子量为10万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为430μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为190s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为3.5N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.48Ω。
实施例9
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为聚偏氟乙烯，聚合度为11000，重均分子量为70万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为199s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.8N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.67Ω。
实施例10
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为聚偏氟乙烯，聚合度为13000，重均分子量为80万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为218s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为7.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.93Ω。
实施例11
与实施例1的区别在于：采用的水性粘结剂为水性苯丙乳胶。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为197s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为5.7N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.61Ω。
实施例12
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为PMMA，聚合度为1000，重均分子量为10万；采用的水性粘结剂为水性苯丙乳胶，其聚合度为4000，重均分子量为70万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为196s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为14.4N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.73Ω。
实施例13
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为PMMA，聚合度为10000，重均分子量为100万；采用的水性粘结剂为水性苯丙乳胶，其聚合度为4000，重均分子量为70万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为214s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为17.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.01Ω。
实施例14
与实施例1的区别在于：采用的有机粘结剂为PMMA，聚合度为12000，重均分子量为120万；采用的水性粘结剂为水性苯丙乳胶，其聚合度为4000，重均分子量为70万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为2μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为248s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为17.8N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.49Ω。
实施例15
与实施例1的区别在于：采用的水性粘结剂为聚丙烯酸乙酯，其聚合度为2000，重均分子量为20万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为195s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.58Ω。
实施例16
与实施例1的区别在于：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为800，重均分子量为10万；采用的水性粘结剂为聚丙烯酸乙酯。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为184s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为4.1N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.37Ω。
实施例17
与实施例1的区别在于：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为10000，重均分子量为90万；采用的水性粘结剂为聚丙烯酸乙酯。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为204s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为8.2N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.95Ω。
实施例18
与实施例1的区别在于：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为15000，重均分子量为140万；采用的水性粘结剂为聚丙烯酸乙酯，其聚合度为2000，重均分子量为20万。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为4μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；隔膜的透气值为237s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为9.0N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.43Ω。
实施例19
与实施例1的区别在于：未加入增稠剂羧甲基纤维素，未加入分散剂聚乙二醇。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为600μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为187s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为5.9N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.49Ω。
实施例20
与实施例1的区别在于：采用厚度为5μm、孔隙率为30％的聚乙烯陶瓷涂覆膜作为基材。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；隔膜的透气值为258s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.2N/m；组装成全电池后，测得隔膜内阻为7.02Ω。
实施例21
与实施例1的区别在于：采用厚度为50μm、孔隙率为60％的聚乙烯陶瓷涂覆膜作为基材。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；隔膜的透气值为458s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.3N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为8.45Ω。
对比例1
与实施例1的区别在于：未加入有机粘结剂。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度0.1μm，涂层面密度为0.1g·m-2；未形成咖啡环粘结结构；隔膜的透气值为181s/100cc；隔膜与电极片的剥离力未能检出；组装成全电池后，测得电池内阻为6.44Ω。
对比例2
与实施例1的区别在于：未加入水性粘结剂。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；粘结结构的直径为400μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为187s/100cc；隔膜与电极片的剥离力＜1N/m，粘结涂层出现明显的掉粉现象；组装成全电池后，测得电池内阻为6.52Ω。
对比例3
与实施例1的区别在于：未加入水。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为1μm，涂层面密度为1.5g·m-2；粘结材料覆盖基材，未形成咖啡环结构；隔膜的透气值为256s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为8.4N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.57Ω。
对比例4
与实施例1的区别在于：未加入助溶剂丙酮。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.3g·m-2；粘结结构呈现实心圆结构，直径为350μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为212s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为5.9N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为6.78Ω。
对比例5
与实施例3的区别为：未加入助溶剂异戊酮。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为2.0g·m-2；粘结结构的直径为800μm；含有环状粘结结构的隔膜的透气值为220s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为6.3N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为7.37Ω。
对比例6
与实施例21的区别在于：未加入助溶剂丙酮。
测试结果如下：粘结涂层的涂层厚度为3μm，涂层面密度为1.2g·m-2；未形成咖啡环粘结结构；隔膜的透气值为503s/100cc；隔膜与电极片的剥离力为5.7N/m；组装成全电池后，测得电池内阻为9.42Ω。
下列表1中总结了全部实施例和对比例中的测试结果。
表1
透气值(s/100cc) 剥离力(N/m) 内阻(Ω)
实施例1 193 6.0 6.54
实施例2 198 8.7 6.65
实施例3 201 7.2 6.97
实施例4 191 12.7 6.51
实施例5 217 9.2 6.71
实施例6 187 4.3 6.22
实施例7 224 11.3 7.18
实施例8 190 3.5 6.48
实施例9 199 6.8 6.67
实施例10 218 7.2 6.93
实施例11 197 5.7 6.61
实施例12 196 14.4 6.73
实施例13 214 17.2 7.01
实施例14 248 17.8 7.49
实施例15 195 6.2 6.58
实施例16 184 4.1 6.37
实施例17 204 8.2 6.95
实施例18 237 9.0 7.43
实施例19 187 5.9 6.49
实施例20 258 6.2 7.02
实施例21 458 6.3 8.45
对比例1 181 - 6.44
对比例2 187 掉粉 6.52
对比例3 256 8.4 7.57
对比例4 212 5.9 6.78
对比例5 220 6.3 7.37
对比例6 503 5.7 9.42
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
比较实施例1至21以及对比例1至6可知，采用本申请提供的粘结涂层浆料制得的隔膜有利于大大提高其粘结性能和锂离子透过率，进而有利于降低电池内部的阻抗。
比较实施例1、6和7以及对比例1至6可知，相比于其它用量范围，将上述有机粘结剂、水性粘结剂、水以及助溶剂各组分的用量限定在本申请优选范围内，能够使粘结涂层浆料具有合适的浓度和粘度，便于施工和节约成本；同时将各组分的用量限定在上述范围内还有利于提高有机粘结剂和水性粘结剂向液滴边缘的迁移速率，从而有利于进一步提高其形成环状粘结结构的效率，缩短粘结涂层的制备周期。助溶剂是一类能够与水互溶的溶剂，将助溶剂的用量限定在本申请优选范围内有利于调节溶剂的表面张力。
分别比较实施例1、8、15，以及比较实施例1、9和17可知，采用本申请优选种类的有机粘结剂，能够有利于提高粘结涂层浆料的粘结性能，同时满足锂离子电池本身对于粘结涂层材料的电化学稳定窗口的要求。其中，聚偏氟乙烯中的长链可以与水性粘结剂分子链相互缠结，聚偏氟乙烯中长链上的氟原子参与形成氢键，聚甲基丙烯酸甲酯分子链端含有羧基，羧基基团可以与水性粘结剂之间形成氢键，氰基基团也可以与水性粘结剂之间形成氢键，从而增强单一的聚甲基丙烯酸甲酯的粘结性能。
分别比较实施例8至10，比较实施例11、12至14，比较实施例16至18可知，将有机粘结剂的聚合度和重均分子量限定在本申请优选范围内，有利于进一步提高粘结涂层浆料的粘结性能的同时，抑制电池阻抗的增长。
比较实施例1、11和15可知，采用本申请优选种类的水性粘结剂，有利于提高粘结涂层浆料的粘结性能，降低粘结涂层浆料的粘度。上述种类的水性粘结剂能够使其与有机粘结剂分子结构中的分子链相互缠结，同时形成氢键，有利于提升粘结剂的粘结性能，将其应用在锂离子电池粘结剂中能够提升极片的剥离强度和电池结构的稳定性。
比较实施例1、20和21可知，电池的内部阻抗和稳定性很大程度上受隔膜中基材的厚度和孔隙率的影响。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粘结涂层浆料，其特征在于，所述粘结涂层浆料包括：粘结剂、水和助溶剂，所述粘结剂包括有机粘结剂和水性粘结剂，且所述有机粘结剂和所述水性粘结剂之间能够形成氢键。
2.根据权利要求1所述的粘结涂层浆料，其特征在于，按重量份计，所述粘结涂层浆料包括5～20份所述有机粘结剂，1～5份所述水性粘结剂，55～94份所述水和0.1～20份所述助溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的粘结涂层浆料，其特征在于，所述有机粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物组成的组中的一种或多种；
所述水性粘结剂选自聚丙烯酸类有机物、聚丙烯酸酯类有机物和聚氨酯类有机物、苯乙烯-丙烯酸酯类有机物组成的组中的一种或多种；和/或，
所述聚偏氟乙烯的聚合度为1500～11000，重均分子量为10～70万，所述聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1000～10000，重均分子量为10～100万，聚丙烯腈的聚合度为100～6000，重均分子量为1～30万，偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的聚合度为800～10000，重均分子量为10～90万。
4.根据权利要求1或2所述的粘结涂层浆料，其特征在于，按重量份计，所述粘结涂层浆料还包括：0～1份增稠剂和0～5份助剂。
5.根据权利要求4所述的粘结涂层浆料，其特征在于，所述助溶剂选自乙醇、乙二醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、二氯甲烷、丙酮、苯、丙烯腈、乙酸乙酯和乙醚组成的组中的一种或多种；和/或，
所述增稠剂选自羧甲基纤维素、羟甲基纤维素和膨润土组成的组中的一种或多种；和/或，
所述助剂选自流平剂、分散剂和阻聚剂组成的组中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的粘结涂层浆料，其特征在于，所述粘结涂层浆料包括8～20份所述有机粘结剂，1～4份所述水性粘结剂，55～90份水，1～20份所述助溶剂，0～1份所述增稠剂和0～4份所述助剂。
7.一种隔膜，包括基材和设置在所述基材一侧或两侧的粘结涂层，其特征在于，所述粘结涂层采用权利要求1至6中任一项所述的粘结涂层浆料经涂覆及干燥处理形成。
8.根据权利要求7所述的隔膜，其特征在于，所述粘结涂层的涂层厚度为1～10μm，涂层面密度为0.3～2.0g·m-2；和/或，
所述粘结涂层包含多个由所述粘结涂层浆料形成的粘结结构，且所述粘结结构的直径为100～2000μm。
9.根据权利要求8所述的隔膜，其特征在于，所述基材选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、陶瓷涂覆型聚乙烯膜、陶瓷涂覆型聚丙烯膜、陶瓷涂覆型聚酰亚胺膜、陶瓷涂覆型聚酯膜和无纺布组成的组中的一种或多种；和/或，
所述基材的厚度为5～50μm，孔隙率为30～60％。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含权利要求7至9中任一项所述的隔膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115347320A (zh) * 2022-08-08 2022-11-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜及包括该隔膜的电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150303003A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Lg Chem, Ltd. Separator having binder layer, and electrochemical device comprising the separator and method of preparing the separator
CN107004812A (zh) * 2014-12-15 2017-08-01 帝人株式会社 非水电解质电池用隔膜、非水电解质电池及非水电解质电池的制造方法
CN108305977A (zh) * 2018-02-07 2018-07-20 沧州明珠塑料股份有限公司 一种粘结性聚合物涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108448032A (zh) * 2017-02-16 2018-08-24 帝人株式会社 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池
CN108539089A (zh) * 2017-03-03 2018-09-14 帝人株式会社 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池
CN110911622A (zh) * 2019-10-31 2020-03-24 东莞东阳光科研发有限公司 涂覆隔膜浆料、复合隔膜及其制备方法
CN111599971A (zh) * 2020-06-08 2020-08-28 德州东鸿制膜科技有限公司 一种高安全性规则矩阵涂覆粘结性锂离子电池隔膜及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150303003A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Lg Chem, Ltd. Separator having binder layer, and electrochemical device comprising the separator and method of preparing the separator
CN107004812A (zh) * 2014-12-15 2017-08-01 帝人株式会社 非水电解质电池用隔膜、非水电解质电池及非水电解质电池的制造方法
CN108448032A (zh) * 2017-02-16 2018-08-24 帝人株式会社 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池
CN108539089A (zh) * 2017-03-03 2018-09-14 帝人株式会社 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池
CN108305977A (zh) * 2018-02-07 2018-07-20 沧州明珠塑料股份有限公司 一种粘结性聚合物涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法
CN110911622A (zh) * 2019-10-31 2020-03-24 东莞东阳光科研发有限公司 涂覆隔膜浆料、复合隔膜及其制备方法
CN111599971A (zh) * 2020-06-08 2020-08-28 德州东鸿制膜科技有限公司 一种高安全性规则矩阵涂覆粘结性锂离子电池隔膜及其制备方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115347320A (zh) * 2022-08-08 2022-11-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜及包括该隔膜的电池

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