CN113675530A - 一种以纳米二氧化硅为填料的pvdf隔膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，包括一复合膜，该复合膜由基膜以及至少一层涂覆在基膜单面或者两侧面上的涂层组成，该涂层为纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅硅氧四面体形成的立体网状结构将涂层与基膜粘接固定。本发明的产品涂层与基材形成一个立体网状结构，增强了涂层与隔膜的结合力，大大提升隔膜的耐热性能，使锂离子电池的安全性能进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔膜，具体涉及一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜。
背景技术
PVDF涂覆隔膜，提高了隔膜与极片的粘结性能，使锂离子电池的循环性能得到明显提升，但由于耐热性能较差，限制了其在锂离子电池尤其是在动力电池方面的应用。现有技术普遍使用纳米氧化铝填充PVDF涂覆隔膜来改善隔膜的耐热性能，以提高锂离子电池的安全性能。然而纳米氧化铝的平面结构的特性导致产品涂层与隔膜附着力一般、耐热性能提升不大等问题。
锂离子电池以其能量密度大、工作电压高、循环寿命长和自放电率低等特点，越来越受到人们的关注，其应用范围也在逐渐拓展。在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，隔离正负极、防止两极接触而短路，此外还具有提供电解质离子通过的功能。
随着动力汽车的发展，能量密度成为了当前锂离子电池发展的最大挑战，人们都期待电池的能量密度能够达到一个全新的量级，使得产品的续航时间或续航里程不再成为困扰产品的主要因素。而高能量密度下锂离子电池对隔膜的耐热性，吸液/保液率等要求越来越高。现有的主要解决方案是在聚烯烃隔膜的表面涂覆功能涂覆层，主要为陶瓷涂覆、PVDF涂覆、陶瓷填充PVDF涂覆等，其中陶瓷填充PVDF涂覆兼具了陶瓷涂覆和PVDF涂覆的优点，是目前涂覆技术中的主流，应用普遍的是纳米氧化铝填充PVDF涂覆技术。
PVDF涂覆隔膜，提高了隔膜与极片的粘结性能，使锂离子电池的循环性能得到明显提升，但由于耐热性能较差，限制了其在锂离子电池尤其是在动力电池方面的应用。现有技术普遍使用纳米氧化铝填充PVDF涂覆隔膜来改善隔膜的耐热性能，以提高锂离子电池的安全性能。然而纳米氧化铝的平面结构的特性导致产品涂层与隔膜附着力一般、耐热性能提升不大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，采用纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅易分散、悬浮液稳定性好，硅氧四面体形成的立体网状结构使涂层与基膜粘结更牢固，形成的网状骨架支撑也大大提升隔膜的耐热性能，使锂离子电池的安全性能进一步提升。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，包括一复合膜，该复合膜由基膜以及至少一层涂覆在基膜单面或者两侧面上的涂层组成，该涂层为纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅硅氧四面体形成的立体网状结构将涂层与基膜粘接固定。
作为优选的技术方案，所述纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅和PVDF混合之后涂覆的涂层，或者，所述纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅涂层和PVDF涂层的结合。
作为优选的技术方案，所述基膜为聚烯烃多孔基膜，聚烯烃多孔基膜的厚度为5-25μm。
作为优选的技术方案，所述复合膜的厚度为7-30μm。
作为优选的技术方案，位于基膜一侧或者双侧的涂层的层数为1-3层。
作为优选的技术方案，每一层纳米二氧化硅填充PVDF涂层的厚度为1-5μm。
本发明的有益效果是：本发明产品涂层与基材形成一个立体网状结构，增强了涂层与隔膜的结合力，大大提升隔膜的耐热性能，使锂离子电池的安全性能进一步提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
如图1所示，本发明的一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，包括一复合膜，该复合膜由基膜1以及至少一层涂覆在基膜单面或者两侧面上的涂层2组成，该涂层2为纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅硅氧四面体形成的立体网状结构将涂层2与基膜1粘接固定。
本实施例中，纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅和PVDF混合之后涂覆的涂层，或者，所述纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅涂层和PVDF涂层的结合。
其中，基膜1为聚烯烃多孔基膜，聚烯烃多孔基膜的厚度为5-25μm，复合膜的厚度为7-30μm。
位于基膜1一侧或者双侧的涂层2的层数为1-3层，本实施例中涂层布设在基膜的两侧，且层数均为1层，每一层纳米二氧化硅填充PVDF涂层的厚度为1-5μm。
本发明的有益效果是：本发明采用纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅易分散、悬浮液稳定性好，硅氧四面体形成的立体网状结构使涂层与基膜粘结更牢固，形成的网状骨架支撑也大大提升隔膜的耐热性能，使锂离子电池的安全性能进一步提升。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：包括一复合膜，该复合膜由基膜(1)以及至少一层涂覆在基膜单面或者两侧面上的涂层(2)组成，该涂层(2)为纳米二氧化硅填充PVDF涂层，纳米二氧化硅硅氧四面体形成的立体网状结构将涂层(2)与基膜(1)粘接固定。
2.根据权利要求1所述的以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：所述纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅和PVDF混合之后涂覆的涂层，或者，所述纳米二氧化硅填充PVDF涂层为纳米二氧化硅涂层和PVDF涂层的结合。
3.根据权利要求1所述的以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：所述基膜(1)为聚烯烃多孔基膜，聚烯烃多孔基膜的厚度为5-25μm。
4.根据权利要求1所述的以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：所述复合膜的厚度为7-30μm。
5.根据权利要求1所述的以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：位于基膜(1)一侧或者双侧的涂层(2)的层数为1-3层。
6.根据权利要求5所述的以纳米二氧化硅为填料的PVDF隔膜，其特征在于：每一层纳米二氧化硅填充PVDF涂层的厚度为1-5μm。
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