CN114744363A - 锂离子电池隔膜浆料、其制备方法及隔膜 - Google Patents
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Abstract
本申请属于锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池隔膜浆料、其制备方法及隔膜。锂离子电池隔膜浆料以100重量份计,包括如下重量份的组分:A组分27.11~61.80份;其中,所述A组分包括:无机填料25~50份、第一粘结剂2~10份、分散剂0.1~1.5份和润湿剂0.01~0.3份;所述无机填料具有微孔结构,所述微孔结构中填充有第一粘结剂的疏水基团、分散剂的疏水基团和润湿剂的疏水基团中的一种或多种;B组分0.5~3份,所述B组分为第二粘结剂;C组分40~70份,所述C组分为溶剂,该锂离子电池隔膜浆料和隔膜具有超低水分,将隔膜应用在锂离子电池上提升了锂离子电池性能的一致性和稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及锂电池领域,特别是涉及一种锂离子电池隔膜浆料、其制备方法及隔膜。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、绿色环保和方便便捷等特点,从而广泛应用于电子产品、电动汽车等领域。
锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系,该体系对水分非常敏感,过量水分的存在,不但会消耗大量锂盐,影响电池性能,还会伴随着大量的气体产生,使电池发生气胀,导致电池失效。
隔膜作为锂电池的重要组成部分,可以有效防止正、负极接触发生短路,对保证电池的安全性发挥着非常重要的作用。现有涂覆隔膜的涂层主要由无机材料或有机材料溶解于去离子水或其他有机溶剂中混合而成,即使在涂覆烘干之后,仍然会有一定的水分残留。
发明内容
本申请提供一种锂离子电池隔膜浆料、其制备方法及隔膜,旨在降低锂离子电池隔膜中的含水量。
一方面,本申请实施例提供了一种锂离子电池隔膜浆料,以100重量份计,包括如下重量份的组分:
A组分27.11~61.80重量份;
其中,所述A组分包括:无机填料25~50重量份、第一粘结剂2~10重量份、分散剂0.1~1.5重量份和润湿剂0.01~0.3重量份;
所述无机填料具有微孔结构,所述微孔结构中填充有第一粘结剂的疏水基团、分散剂的疏水基团和润湿剂的疏水基团中的一种或多种;
B组分0.5~3重量份,所述B组分为第二粘结剂;
C组分40~70重量份,所述C组分为溶剂,
其中,所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐和聚丙烯酸酯中的一种或多种;
所述第二粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚乙烯醇和丁苯橡胶中的一种或多种。
可选地,所述第一粘结剂的粘度为10~2000mPa·s,pH值为5.0~8.0,固含量为15-50wt%,分子量为30-80万。
可选地,所述第二粘结剂的粒径为30nm~500nm,溶解度≥80%,分子量≥50万。
可选地,所述无机填料包括氧化铝、勃姆石、氧化镁、氧化钛、氧化硅、二氧化硅、氧化锌、氧化锆和硫酸钡中的一种或多种。
可选地,所述分散剂包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚乙烯亚胺、正丁醇、乙醇、硅烷偶联剂、六偏磷酸钠、羧酸盐和硫酸盐中的一种或多种。
可选地,所述润湿剂包括环氧乙烷聚合物、聚醚类聚合物、脂肪醇聚合物、脂肪胺聚合物、脂肪酸聚合物和氟类聚合物中的一种或多种。
另一方面,本申请的实施例提供一种制备锂离子电池隔膜浆料的方法,包括如下步骤:
(1)按照上述重量份准备原料;
(2)将第二粘结剂制备成水溶液;
(3)将无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂混合挤出,得到混合料;
(4)将所述混合料加入所述水溶液中,再加入溶剂,搅拌后制得锂离子电池隔膜浆料。
可选地,步骤(2)中所述水溶液的质量分数为2~3%。
可选地,步骤(3)中所述挤出包括在不高于60℃的温度下将包括无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂的原料混合挤出,以使所述原料混合均匀。
再一个方面,本申请实施例提供一种隔膜,包括基膜,所述基膜上涂覆有上述锂离子电池隔膜浆料或由上述方法制得的锂离子电池隔膜浆料。
本申请实施例提供的锂离子电池隔膜浆料具有超低水分。本申请实施例提供的制备方法中无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂经过混合挤出的步骤,在不高于60℃下挤出使得上述原料混合均匀,其中,无机粉体表面存在微孔结构,通过上述挤出混料方式,使得第一粘结剂、分散剂或润湿剂的疏水基团占据微孔结构,游离水或结合水不能进入微孔内部,在隔膜涂覆后烘干过程中,随之蒸发,形成了超低水份隔膜。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请提供的混合料的结构示意图;
图2是本申请实施例1提供的混合料的扫描电镜图。
在附图中:1-第一粘结剂;2-润湿剂;3-分散剂;4-无机填料微孔;5-无机填料。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
为了简便,本文仅明确地公开了一些数值范围。然而,任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围;以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围,同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外,尽管未明确记载,但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而,每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“以上”、“以下”为包含本数,“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上,“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处,通过一系列实施例提供了指导,这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实施例中,列举仅作为代表性组,不应解释为穷举。
随着新能源项目的快速发展,国家对于能源安全和能源危机的问题也更加重视,全员环保意识也在不断的增强,在绿色能源领域锂离子电池占据了重要的地位,锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、绿色环保和方便便捷等特点,从而广泛应用于电子产品、电动汽车等领域。
现在电池厂家对隔膜水分要求越来越高,在低露点环境下进行电芯卷绕或叠层,并且所用隔膜及电芯也会在恒温恒湿烘箱进行烘烤,控制电解液中水分和游离酸含量,以及在多个环节对水分进行严格管控。
电池的制作过程中,涂覆隔膜的基材在一些机械性能和热稳定性无法与涂布隔膜相比较,通常通过纳米陶瓷特种涂覆技术来提高隔膜的耐热性能和电解液吸附性,从而维持隔离膜完整的骨架结构。但同时也会带来一些问题,如水分、能量密度等,所以现电池客户端对隔膜厂家要求较为苛刻,特别是在涂布膜水分方面,隔膜厂家及电池厂家对涂布膜水分的管控耗费很大的成本。
由于锂离子电池的整个电池体系对水分的敏感性,当过量水分的存在,不但会消耗大量锂盐,影响电池性能,还会伴随这大量的气体产生,电池发生气胀,使电池失效,当负极有锂析出时,遇到水还会发生剧烈反应产生大量的热,发生更严重的安全问题。锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系,这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关。
隔膜或者电芯材料水分过多,会发生如下反应:
H2O+LiPF6→POF3+LiF+2HF
LiPF6→LiF+PF5
H2O+PF5→POF3+2HF
H2O+POF3→PO2F+2HF
2H2O+PO2F→H3PO4+HF
(1)三元材料中的镍显碱性,镍含量越高,碱性越强,越易吸水,吸水后三元材料发生分解,稳定性较差;
(2)HF与形成SE膜的Li2CO3发生反应,降低了SEI膜的致密性;
(3)水分与电解液发生反应,生成HF腐蚀极片与集流体。
为了降低隔膜中的水分含量,本申请提出如下技术方案:
本申请第一方面实施例提供一种锂离子电池隔膜浆料,以100重量份计,包括如下重量份的组分:
A组分27.11~61.80重量份;
其中,所述A组分包括:无机填料25~50重量份、第一粘结剂2~10重量份、分散剂0.1~1.5重量份和润湿剂0.01~0.3重量份;
所述无机填料具有微孔结构,所述微孔结构中填充有第一粘结剂的疏水基团、分散剂的疏水基团和润湿剂的疏水基团中的一种或多种;
B组分0.5~3重量份,所述B组分为第二粘结剂;
C组分40~70重量份,所述C组分为溶剂,
其中,所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐和聚丙烯酸酯中的一种或多种;
所述第二粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚乙烯醇和丁苯橡胶中的一种或多种。
在本申请的实施例中,所述无机填料包括氧化铝、勃姆石、氧化镁、氧化钛、氧化硅、二氧化硅、氧化锌、氧化锆和硫酸钡中的一种或多种。无机填料的D50(中位粒径)为0.2-1.0μm,所述纳米氧化铝为α-Al2O3,所述勃姆石为γ-AlOOH,纯度≥99.999%,比表面积BET≤6m2/g,PH值为6-8。
所述无机填料为25~50重量份,例如25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份,所述无机填料的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
所述第一粘结剂相对100重量份的锂离子电池隔膜浆料的重量份为2~10份,例如2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份,所述第一粘结剂的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
在一些实施例中,所述第一粘结剂的粘度为10~2000mPa·s,pH值为5.0~8.0,固含量为15-50wt%,分子量为30-80万。
根据本申请的实施例,第一粘结剂在涂层中主要起到使涂层与基材之间实现粘接的作用,还起到使隔膜与阴阳极之间实现粘接的作用。
在一些实施例中,所述第二粘结剂的粒径为30nm~500nm,溶解度≥80%,分子量≥50万。
所述第二粘结剂相对100重量份的锂离子电池隔膜浆料的重量份为0.5~3份,例如0.5重量份、1重量份、2重量份、3重量份,所述第二粘结剂的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
第二粘结剂在涂层中主要起到提高粘度的作用,还作为抗沉淀助剂,同时使得无机材料与基材粘结在一起。本申请所提供的浆料中,所述第二粘结剂可以减慢反应速度、保持化学平衡、降低表面张力、增加浆料稳定性能。
在本申请的实施例中,所述分散剂包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚乙烯亚胺、正丁醇、乙醇、硅烷偶联剂、六偏磷酸钠、羧酸盐和硫酸盐中的一种或多种。
在一些实施例中,分散剂粘度≤1000mPa·s,PH值为6-8。
所述分散剂相对100重量份的锂离子电池隔膜浆料的重量份为0.1~1.5份,例如0.1重量份、0.3重量份、0.5重量份、0.8重量份、1.0重量份、1.2重量份、1.5重量份,分散剂的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
根据本申请的实施例,所述分散剂主要具有锚定基团和溶剂化链,经过分散剂与树脂的作用,将粉体颗粒充分打散,达到极佳的流动性,防止粉体颗粒沉降与团聚,从而得到稳定的悬浮浆料。
在本申请的实施例中,所述润湿剂包括环氧乙烷聚合物、聚醚类聚合物、脂肪醇聚合物、脂肪胺聚合物、脂肪酸聚合物和氟类聚合物中的一种或多种。
在一些实施例中,润湿剂粘度的有效成分≥95%,粘度≤300mPa·s。
所述润湿剂相对100重量份的锂离子电池隔膜浆料的重量份为0.01~0.3份,例如,0.01重量份、0.05重量份、0.10重量份、0.15重量份、0.20重量份、0.30重量份,润湿剂的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
所述润湿剂由亲水性和疏水性链段组成,主要能使固体物料更易被水或其它溶剂浸湿,或溶液更容易铺展到某一固体上,降低其表面张力或界面张力,促使陶瓷涂层更好的润湿基材。
在本申请的实施例中,所述溶剂为超纯水,电导率≤0.1μs/cm,PH值为6.5-7.5。本申请所提供的浆料中,所述溶剂主要用于提供使得各组分在超纯水中均匀分散的环境。
所述溶剂相对100重量份的锂离子电池隔膜浆料的重量份为40~70重量份,例如40重量份、50重量份、60重量份、70重量份,溶剂的重量份还可以是上述数值的任意范围的组合。
本申请实施例提供的锂离子电池隔膜浆料具有超低水分的特点,其中,无机粉体表面存在微孔结构,第一粘结剂、分散剂或润湿剂的疏水基团占据其微孔结构,使得游离水或结合水不能进入微孔内部,在隔膜涂覆后烘干过程中,随之蒸发,形成了超低水份隔膜。
本申请第二方面的实施例提供一种制备锂离子电池隔膜浆料的方法,包括如下步骤:
(1)按照上述重量份准备原料;
(2)将第二粘结剂制备成水溶液;
(3)将无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂混合挤出,得到混合料;
(4)将所述混合料加入所述水溶液中,再加入溶剂,搅拌后制得锂离子电池隔膜浆料。
在本申请的实施例中,步骤(2)中所述水溶液的质量分数为2~3%。
根据本申请的实施例,第二粘结剂含有刚性键,在配方体系中提供骨架作用;第二粘结剂含有辅助的粘结作用;第二粘结剂可作为悬浮剂,增加浆料体系的稳定性;第二粘结剂中含有Na+,会增加电池的内阻。本申请的制备方法中选择先将第二粘结剂制备成质量分数为2~3%的水溶液,这是由于第二粘结剂难于分散,和正常制浆工艺存在差别,需要在特定的温度,特定转速条件下制成水溶液,才能发挥第二粘结剂的作用。
如果将第二粘结剂与其他原料同时制成水溶液,会导致游离水/结合水进入无机填料的微孔中,烘干过程中不能去除,使隔膜水分增高。
如果将第二粘结剂与其他原料直接混合,由于第二粘结剂中存在Na+,而Na+是极易吸水的组分,在混合过程中可能会进入无机填料的微孔中,或黏附在无机填料的表面,均会使得隔膜水分增高。
在本申请的实施例中,步骤(3)中所述挤出包括在不高于60℃的温度下将包括无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂的原料混合挤出,以使所述原料混合均匀。
在一些实施例中,无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂在混合状态下,在挤出装置中驱动螺杆转动,均速地将原料混合均匀后通过出料口挤出,挤出后物料被混合均匀。
本申请实施例提供的制备工艺简单提升了锂离子电池性能的一致性和稳定性。本申请实施例提供的制备方法中无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂经过混合挤出的步骤,在不高于60℃下挤出使得上述原料混合均匀,其中,无机粉体表面存在微孔结构,通过挤出混料方式,使得第一粘结剂、分散剂或润湿剂的疏水基团占据微孔结构,游离水或结合水不能进入微孔内部,在隔膜涂覆后烘干过程中,随之蒸发,形成了超低水份隔膜。
图1是本申请提供的混合料的结构示意图,如图所示,第一粘结剂、分散剂、润湿剂存在疏水基团,无机填料的微孔被其中一种或多种组分的疏水基团占据;另外,各组分也会存在于无机填料表面,对无机填料分子表面进行包裹;各组分还会占据无机填料分子之间的空隙。
本申请第三方面的实施例提供一种隔膜,包括基膜,所述基膜上涂覆有上述锂离子电池隔膜浆料或上述方法制得的锂离子电池隔膜浆料。
在本申请的实施例中,基膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或由聚乙烯和聚丙烯组成的多层复合微孔膜,所述基材的分子量≥200万g/mol,孔径≤100nm,孔隙率为30%~50%。
本申请实施例提供的隔膜具有超低水分的特点,将其应用在锂离子电池上能有效提高电池的稳定性和安全性。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容,这些实施例仅仅用于阐述性说明,因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明,以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计,而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得,并且可直接使用而无需进一步处理,以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
1)称取28份2%第二粘结剂水溶液A,加入搅拌罐中。将40重量份氧化铝粉、5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂混合均匀,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,得到混合料,将混合料加至添加有水溶液A的搅拌罐中搅拌,然后添加25重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料。图2是混合料的扫描电镜图,由图可知,各原料混合较均匀。
2)取9μm厚度的基膜,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基膜的两侧,其中,涂层厚度为3μm,涂布速度为120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
实施例2
1)称取28份2%第二粘结剂水溶液A,加到搅拌罐中。将40重量份的氧化铝粉、7重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂混合均匀,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,加至添加有水溶液A的搅拌罐中搅拌,然后添加26重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料;
2)取9μm厚度的基材,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基材的两侧,其中,涂层3μm,涂布速度120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
实施例3
1)称取18份2%第二粘结剂水溶液B,加到搅拌罐中。将40重量份氧化铝粉、5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂混合均匀,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,加至添加有水溶液B的搅拌罐中搅拌,然后添加34重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料;
2)取9μm厚度的基材,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基材的两侧,其中,涂层3μm,涂布速度120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
实施例4
1)称取28份2%第二粘结剂水溶液A,加入搅拌罐中。将40重量份氧化铝粉、5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂加在一起,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,加至添加有水溶液A的搅拌罐中搅拌,然后添加25重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料;
2)取9μm厚度的基材,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基材的两侧,其中,涂层3μm,涂布速度100m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
实施例5
1)称取28份2%第二粘结剂水溶液A,将40重量份氧化铝粉、5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂混合均匀,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,加至添加有水溶液A的搅拌罐中搅拌,然后添加25重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料;
2)取9μm厚度的基膜,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基膜的一侧,其中,涂层厚度为3μm,涂布速度为120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
对比例
对比例1
1)称取56份1%第二粘结剂水溶液C,加入搅拌罐中。添加40重量份的氧化铝粉,高速搅拌,过研磨分散机,再依次添加5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂,搅拌均匀,得到涂布隔膜用成品浆料;
2)取9μm厚度的基膜,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基膜的两侧,其中,涂层厚度为3μm,涂布速度为120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
对比例2
2)称取56份1%第二粘结剂水溶液C,加入搅拌罐中。添加40重量份的氧化铝粉,高速搅拌,过研磨分散机,再依次添加5重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂,搅拌均匀,得到涂布隔膜用成品浆料;
2)取9μm厚度的基膜,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基膜的两侧,其中,涂层厚度为3μm,涂布速度为100m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
对比例3
1)称取26份4%第二粘结剂水溶液D,加入搅拌罐中。将40重量份的氧化铝粉、2重量份第一粘结剂、1.3重量份分散剂和0.1重量份润湿剂混合均匀,通过螺杆挤出装置将以上各组分挤出,加至添加有水溶液D的搅拌罐中搅拌,然后添加30重量份超纯水,搅拌后得到超低水份隔膜涂层用成品浆料;
2)取9μm厚度的基材,采用线棒涂布方式将配制的成品浆料涂覆在聚乙烯基材的两侧,其中,涂层3μm,涂布速度120m/min。涂布完成后烘干,制得隔膜,其中,烘箱温度分别为85℃,90℃,92℃,95℃,92℃。
对以上本发明的实施例和对比例涂覆的锂离子电池隔离膜性能进行测试。其中,测试方法/测试标准如下:
浆料粒度测试方法:激光粒度测定法,Mastersizer 3000,参照JJF 1211-2008标准进行测试。
厚度:马尔测厚仪,mahr Millimar C1216,参照GB/T 6672-2001标准进行测试。
透气性:王研式透气仪,AsahiSeiko EGO1,参照GB/T 36363-2018标准进行测试。
面密度:电子天平,METTLER TOLEDO 55,参照GB/T 36363-2018标准进行测试。
水分:库仑法卡氏水分滴定仪,Metrohm 917Coulometer,参照GB/T 26793-2011标准进行测试。
热收缩:电热恒温鼓风烘箱、影像测量仪,ESPEC GPH-H20,XTY5040,参照GB/T36363 2018标准进行测试。
数据见下表1:
表1实施例1~5与对比例1~3的测试结果
从上表中的数据可以看出,本发明的实施例在与对比例对比,总厚度、涂层厚度和单位涂层面密度都比较接近,实施例1~5提供的锂离子电池隔膜的透气性和热收缩值在正常范围内,且具有超低的水分值。这是由于本申请提供的制备方法使得无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂原料混合均匀,第一粘结剂、分散剂或润湿剂的疏水基团占据无机粉体的微孔结构,游离水或结合水不能进入微孔内部,明显改善了传统工艺的涂布膜性能,使其更加符合生产应用,满足客户需求。
对比例1-2中未使用实施例中的挤出混合方式,而是选择用研磨机将原料研磨分散,游离水或结合水进入无机粉体的微孔结构中,使得隔膜水分值较高。
对比例3中第二粘结剂的的浓度高于实施例的浓度,第二粘结剂分散效果不佳,无法有效发挥作用,导致隔膜水分值较高。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,以100重量份计,包括如下重量份的组分:
A组分27.11~61.80重量份;
其中,所述A组分包括:无机填料25~50重量份、第一粘结剂2~10重量份、分散剂0.1~1.5重量份和润湿剂0.01~0.3重量份;
所述无机填料具有微孔结构,所述微孔结构中填充有第一粘结剂的疏水基团、分散剂的疏水基团和润湿剂的疏水基团中的一种或多种;
B组分0.5~3重量份,所述B组分为第二粘结剂;
C组分40~70重量份,所述C组分为溶剂,
其中,所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐和聚丙烯酸酯中的一种或多种;
所述第二粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚乙烯醇和丁苯橡胶中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,所述第一粘结剂的粘度为10~2000mPa·s,pH值为5.0~8.0,固含量为15-50wt%,分子量为30-80万。
3.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,所述第二粘结剂的粒径为30nm~500nm,溶解度≥80%,分子量≥50万。
4.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,所述无机填料包括氧化铝、勃姆石、氧化镁、氧化钛、氧化硅、二氧化硅、氧化锌、氧化锆和硫酸钡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,所述分散剂包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚乙烯亚胺、正丁醇、乙醇、硅烷偶联剂、六偏磷酸钠、羧酸盐和硫酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述锂离子电池隔膜浆料,其特征在于,所述润湿剂包括环氧乙烷聚合物、聚醚类聚合物、脂肪醇聚合物、脂肪胺聚合物、脂肪酸聚合物和氟类聚合物中的一种或多种。
7.一种制备锂离子电池隔膜浆料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按照权利要求1~6中任一项所述重量份准备原料;
(2)将第二粘结剂制备成水溶液;
(3)将无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂混合挤出,得到混合料;
(4)将所述混合料加入所述水溶液中,再加入溶剂,搅拌后制得所述锂离子电池隔膜浆料。
8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,步骤(2)中所述水溶液的质量分数为2~3%。
9.根据权利要求7所述方法,其特征在于,步骤(3)中所述挤出包括在不高于60℃的温度下将包括无机粉体、第一粘结剂、分散剂与润湿剂的原料混合挤出,以使所述原料混合均匀。
10.一种隔膜,其特征在于,包括基膜,所述基膜上涂覆有如权利要求1~6中任一项所述的锂离子电池隔膜浆料或由权利要求7~9中任一项所述方法制得的锂离子电池隔膜浆料。
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