[发明专利]锂离子电池隔膜用水性粘结剂

说明书

本申请涉及锂离子电池隔膜材料领域，更具体地说，它涉及一种锂离子电池隔膜用水性粘结剂。包括颗粒状聚合物A和颗粒状聚合物B，颗粒状聚合物A的玻璃化转变温度小于颗粒状聚合物B的玻璃化转变温度，颗粒状聚合物A的颗粒度D50为0.05‑1.0μm，颗粒状聚合物B的颗粒度D10为1.0‑5.0μm，D50为2.0‑10μm，D90为3.0‑20μm。本申请的水性粘结剂具有粘接强度高的优点，并且采用本水性粘结剂制得的复合隔膜透气度好，易于收卷储存。

技术领域

本申请涉及锂离子电池隔膜材料领域，更具体地说，它涉及一种锂离子电池隔膜用水性粘结剂。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、使用温度范围广、循环使用次数多以及存储寿命长等优点，目前已被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动工具等小型移动便携设备，以及电动汽车、航空航天器、电站等中大型储能设备。

锂离子电池通常主要由正极、负极、隔膜、电解液、电池外壳组成，其中隔膜是关键的内层组件之一，其主要作用是使电池的正、负极分隔开，防止正、负极相接触而短路。目前锂离子电池使用的隔膜一般为聚烯烃多孔膜，由于这种聚烯烃多孔膜熔点低于200℃，当电池温度因内部或外部因素而升高时，聚烯烃多孔膜会收缩或熔融，从而引起正负极直接接触，导致电池短路，进而引起电池燃烧爆炸等意外事故的发生。

近年，为了提高电池的能量密度，正负极的压实密度也被提高至接近极限，在充电放电的循环过程中，电极片特别是负极的膨胀会导致电池的变形，严重影响电池的安全性和可靠性。另一方面，随着电池容量的提高，电池的面积、体积和重量也越来越大，在电池生产过程中往往因为电芯内部结构松散、机械强度过低，造成电芯变形蓬松，甚至导致无法入壳的严重问题。

为了解决这一问题，研究上开始尝试利用聚合物粘结剂将无机粒子涂覆于隔膜基材表面制成复合隔膜，如将陶瓷颗粒涂覆于隔膜基材表面制成陶瓷/聚合物复合隔膜，希望利用陶瓷颗粒的耐热性以降低隔膜的热收缩，同时利用聚合物粘结剂来提高复合隔膜与电极片界面之间的粘结性，从而达到防止电池发生正负极短路和提高电芯硬度的目的。

因此复合隔膜与电极片界面之间的粘结性对电芯的硬度是有很大影响的，但是目前市面上生产粘结剂粘接性不高，复合隔膜与电极片的粘接强度不高。

发明内容

为了改善锂离子电池隔膜用粘结剂粘结效果欠佳的问题，本申请提供一种锂离子电池隔膜用水性粘结剂。

本申请提供一种锂离子电池隔膜用水性粘结剂，采用如下的技术方案：

一种锂离子电池隔膜用水性粘结剂，包括颗粒状聚合物A和颗粒状聚合物B，所述颗粒状聚合物A的玻璃化转变温度小于所述颗粒状聚合物B的玻璃化转变温度，所述颗粒状聚合物A的颗粒度D50为0.05-1.0μm，所述颗粒状聚合物B的颗粒度D10为1.0-5.0μm，D50为2.0-10μm，D90为3.0-20μm。

通过采用上述技术方案，由于颗粒状聚合物A的玻璃化转变温度低于颗粒状聚合物B的玻璃化转变温度，并且颗粒状聚合物A具有较小的粒径，比表面积大，从而可以有效地将颗粒状聚合物B以及无机粒子等成分粘结于隔膜基材，提高了粘结效果；颗粒状聚合物B较大的粒径既可以在常温下防止复合隔膜材料之间互相粘连，也可以在和颗粒粒径小于颗粒状聚合物B粒径的小颗粒无机粒子混合涂布时不至于埋没于小颗粒无机粒子中，使颗粒状聚合物B能充分发挥粘结作用，从而使复合隔膜能够很好地与电极片相粘接，保证了粘结剂的粘结效果，另外也能够在电池制成过程中保证颗粒状聚合物B突出于无机粒子，从而方便通过热压将复合隔膜与电极片粘结在一起，简化了生产工艺，大幅降低了涂布成本，提高了良品率，同时，大粒径的颗粒状聚合物B的存在也能够给电池充放电循环过程中的膨胀提供缓冲空间，很好地解决了电芯的变形问题。