[发明专利]一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括：将PVDF粉体、添加剂、第一溶剂和第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料；将混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。本发明制备的隔膜具有良好的粘结性，提高电池硬度的同时，采用的添加剂具有耐高温、不被电解液溶胀的特点，能有效增强涂层的骨架架构，提高聚乙烯基膜的破膜温度，在电池内部温度升高时，涂层仍能起到隔离正负极的作用。本发明制备的涂覆隔膜的闭孔/破膜温度差可提高到35℃以上，大大的提高了电池的安全性能。同时添加剂的刚性增强作用，能解决涂层干燥过程中的卷曲现象。本发明制备过程工艺简单，成本低，安全可控。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法。

背景技术

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、芳纶涂覆等。

现有技术中，申请号为201610071059.9的中国专利文献报道了一种锂离子电池用坡缕石涂覆隔膜及其制备方法，在锂离子电池用基础隔膜表面均匀涂覆一层浆料，所述浆料由以下质量百分比的原料制成：坡缕石颗粒5.0％～30.0％，分散剂0.1％～1.0％，溶剂50.0％～80.0％，消泡剂5.0％～10.0％，表面活性剂1.0％～2.0％，增稠剂0.5％～1.0％，粘结剂2.0％～10.0％，各原料质量百分比之和为100％。申请号为201510966521.7的中国专利文献报道了一种水性PVDF涂覆锂离子电池隔膜的制备方法，利用表面活性剂、分散剂的作用将PVDF树脂粉体分散在水性溶液中，进行隔膜的表面涂覆，该涂层能有效粘结隔膜和极片的同时，提升了电池的硬度。但是水性PVDF涂覆隔膜电解液浸泡后成膜，会在一定程度上阻碍离子的传导，且安全性不高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种锂离子电池涂覆隔膜及其制备方法，工艺简单，制备的锂离子电池涂覆隔膜安全性高。

有鉴于此，本发明提供了一种锂离子电池涂覆隔膜，包括：聚乙烯基膜；涂覆于所述聚乙烯基膜一侧或两侧的涂层，所述涂层由如下原料制备：5～15重量份PVDF粉体、2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂、3～15重量份第二溶剂，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种。

优选的，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。

优选的，所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。

相应的，本发明还提供一种锂离子电池涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：将5～15重量份PVDF粉体，2～10重量份添加剂、40～90重量份第一溶剂和3～15重量份第二溶剂混合，搅拌后得到混合浆料，所述添加剂选自钛酸钡、蒙脱土、碳纳米管、聚酰亚胺、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚苯乙烯、聚丙烯腈、芳纶中的一种或几种；将所述混合浆料涂布在聚乙烯基膜的一侧或两侧，预凝固、水洗，干燥后得到锂离子电池涂覆隔膜。

优选的，所述第一溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲脂、磷酸三乙酯中的一种或几种。

优选的，所述第二溶剂选自乙醇、水、丙三醇、乙酸乙酯、聚乙二醇中的一种或几种。