[发明专利]一种PVDF-PMMA@Al2

说明书

本发明公开了一种PVDF‑PMMA@Al₂O₃复合材料涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法，该锂离子电池隔膜包括基膜和涂敷在基膜一侧或两侧的涂覆层，其中基膜是聚烯烃隔膜，涂覆层按质量比包含0.35％～3％分散剂，20％～36％PVDF‑PMMA@Al₂O₃复合材料，3％～9％增稠剂，1.3％～5.5％粘结剂，0.3％～0.5％润湿剂和0.05％～0.35％消泡剂，余量为超纯水；采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将涂覆层浆料均匀辊涂于聚烯烃隔膜上，经过70℃烘箱烘烤过后收卷备用后所得，本发明技术方案得到的锂离子电池隔膜具有优异的极片粘结性能、电解液润湿性能，同时具有较高的机械强度，且能从根本上改善PVDF和PMMA脱粉问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜制备领域，具体涉及一种PVDF-PMMA@Al2O3复合材料涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池作为新型的二次电池，具有高能量密度、循环寿命长等优点，其应用范围不断扩展，被大量应用于便携式电子装置、储能和动力汽车中，尤其随着新能源行业的快速发展，锂电池被越来越多的应用到动力汽车中。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，对锂电池的安全性具有非常重要的影响，因此，锂电池性能的提升及安全性要求对隔膜的性能有更高的要求。

聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜也存在一些缺点：①离子电导率低，使电池内阻较大，不利于锂离子电池大倍率情况下的充放电；②对极片粘结性能差和亲电解液性能不足，从而使得电池出现循环性能差、热稳定性能低、极片与隔膜界面不稳定、电池硬度差、不利于加工与运输等一系列问题，这大大限制了电池能量密度的提高以及高性能超薄电池的发展；③聚烯烃材料熔点很低，在电池存在热失控时隔膜容易发生破膜而导致热失控更加严重，从而导致电池燃烧甚至爆炸。针对聚烯烃隔膜离子电导率低及耐热性能差的问题，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆耐高温的陶瓷涂层，可以延迟隔膜闭孔至150℃，但是150℃的闭孔温度不能完全避免锂电池在高温下短路及其引发的自燃。

所以，需要进一步提高隔膜的耐热性能，减少隔膜的破膜风险从而提高电池的安全性；而针对聚烯烃隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性差的问题，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆水系PVDF或PMMA胶层，这种涂胶层可以有效改善隔膜的粘结性，同时与电解液有良好的浸润性。但现有水系PVDF和PMMA涂胶技术中存在较多问题，其中尤为突出的是在前期涂覆及后期电芯制作过程中PVDF和PMMA涂胶层脱粉问题。值得注意的是，脱粉不仅会造成污染，会给生产人员造成健康伤害，同时会大大降低隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性，进而影响电池性能。

因此，研制出防涂胶层脱粉、高粘结的锂离子电池隔膜便成为行业内共同追求的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对目前现有技术中存在的极片粘结性能差以及PVDF和PMMA脱粉问题等技术缺陷，提供一种具有优异的极片粘结性能、电解液润湿性能，同时具有较高的机械强度，且能从根本上改善PVDF和PMMA脱粉问题的锂离子电池复合隔膜。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的PVDF-PMMA@Al₂O₃复合材料涂覆锂离子电池隔膜包括基膜和涂敷在基膜一侧或两侧的涂覆层，所述的基膜是聚烯烃隔膜，所述的涂覆层按质量比包含0.35％～3％分散剂，20％～36％ PVDF-PMMA@Al₂O₃复合材料，3％～9％增稠剂，1.3％～5.5％粘结剂，0.3％～0.5％润湿剂和0.05％～0.35％消泡剂，余量为超纯水。

本发明所述的PVDF-PMMA@Al₂O₃复合材料涂覆锂离子电池隔膜的制备方法按照以下步骤进行：