[发明专利]锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜，尤其是涉及一种体系稳定、涂布性能好、高固含量的锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料。

背景技术

在锂离子电池的中，隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具有重要的作用。

目前，锂离子电池使用的隔膜一般为聚烯烃基多孔膜，由于这种聚烯烃基多孔膜熔点低于200℃，因此它们存在如下缺陷：当电池温度因内部或外部因素而升高时，这种隔膜会收缩或熔融，使得隔膜的体积变化。隔膜的收缩或熔融又会引起正极和负极之间的直接接触，导致电池短路，从而引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。因此，为了保证电池的使用安全，必须提供一种不会因电池高温而引起热收缩和热熔融的隔膜。

为了改善聚烯烃隔膜的热稳定性，增强锂离子电池的安全性能，业界的一个解决方案是在聚烯烃薄膜的单面或双面附着有机或无机涂层，形成有机/无机复合薄膜。由于无机活性层具有较高的热稳定性，因此整个复合薄膜的热收缩被大大抑制。

发明内容

为克服上述缺点，本发明提供一种体系稳定、涂布性能好、高固含量的水性细菌纤维素浆料。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种锂电池隔膜用的水性细菌纤维素涂料；包括按照重量百分比计算的基料50-65％和水35-50％；其中，所述基料包括按照重量份额计算的高分子乳液增稠剂0.1-5份、水性分散剂0.1-5份、水性润湿剂0.1-5份、水性乳胶1-10份和细菌纤维素80-100份。

作为一种优选方式，所述基料包括按照重量份额计算的碱溶性高分子乳液增稠剂0.5-3份、水性分散剂0.2-3份、水性润湿剂0.2-3份、水性乳胶2-8份和细菌纤维素85-100份。

作为一种优选方式，所述高分子乳液增稠剂为聚丙烯酸乳液、聚甲基丙烯酸乳液、聚乙基丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚甲基丙烯酸酯共聚乳液中的一种或几种的组合物。

作为一种优选方式，所述水性分散剂为聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸钠(PAA-Na)、聚丙烯酸钾(PAA-K)中的一种或几种的组合物。

作为一种优选方式，所述水性润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合物。

作为一种优选方式，所述水性胶黏剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、丁苯乳胶、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合物。胶黏剂优选乳液型胶黏剂，若为水溶解型，则加入胶黏剂后整个高固含量细菌纤维素浆料体系粘度过大，涂布时浆料流平性能会下降。

作为一种优选方式，所述细菌纤维素为木醋杆菌合成的纤维素。

本发明的优点和有益效果有：降低了能耗，由于固含量提高，水分含量降低，单位细菌纤维素涂覆隔膜干燥成本降低10-20％；提高了效率，由于聚烯烃薄膜本身熔点低，因此采用水性细菌纤维素浆料进行涂布时烘箱温度不能太高，为保证水分烘干对涂布速度有限制，而采用高固含量细菌纤维素浆料进行涂布时同样干燥条件下可以运行更高的涂布速度，提高单位时间涂覆隔膜生产效率。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

以下结合具体的实施例来对本发明的内容进一步说明，但是本发明的发明保护范围并不仅仅局限于实施例所描述的内容。

实施例1

一种锂离子电池用高固含量水性细菌纤维素涂料：包括按照重量百分比计算的组合物65％和水50％；其中，所述组合物包括按照重量份额计算的聚丙烯酸乳液增稠剂5份、水性分散剂聚乙二醇5份、水性润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚5份、水性乳胶聚甲基丙烯酸甲酯10份和D₅₀为4um，木醋杆菌合成的纤维素80份。

制备所述的高固含量水性细菌纤维素浆料的方法；包括如下制备步骤：

(1)、将所述量的去离子水先加入到预搅拌罐中，调节PH值8-9，加入所述量的高分子乳液增稠剂聚丙烯酸乳液，水性分散剂聚乙二醇，搅拌至溶解完全，得到混合物Ⅰ；

(2)、往上述混合物Ⅰ中加入所述量的木醋杆菌合成的纤维素，搅拌30-60分钟后进行分散，分散在高速分散机中进行，转速30m/min，得到混合物Ⅱ；

(3)、往上述混合物Ⅱ中加入所述量的水性乳胶聚甲基丙烯酸甲酯、水性润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚，慢速搅拌均匀后，用300目筛网过滤得高固含量水性细菌纤维素浆料；