[發明專利]單層PVDF電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010123732.5
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111293261A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張國峰
• 申請（專利權）人: 鹽山萬興新能源有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525
• 代理公司: 北京拉沃科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 郜文剛

本發明公開了單層PVDF電池隔膜及其制備方法，包括基膜、設在基膜下端的陶瓷層以及涂布在基膜上端的PVDF涂料層，所述PVDF涂料由以下質量份的原料制備而成：聚偏二氟乙烯W#8500 0.5?3.0Kg、聚偏二氟乙烯?六氟丙烯共聚物3?6.5Kg，丙酮200?400Kg，正丙醇7.5?15Kg、碳酸二甲脂6?15Kg、環已烷1?8Kg、異丙醇0.5?2Kg。本發明熱變形小，厚度均勻性好，凝膠電解質起粘結作用，傳導鋰離子性能良好。電池硬度好，整體粘結，極片和隔膜界面穩定；凝膠鎖住電解液，中后期循環性好；比之油性雙面凃敷厚度更薄，同等體積下含液量增加，浸潤性良好，儲電量明顯提高，安全系數也有顯著提高。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池隔膜技術領域，具體涉及單層PVDF電池隔膜及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，有效利用能源，減少環境污染，國家引導堅持培育產業與加強配套相結合，以整車為龍頭，培育并帶動動力電池等加速發展。發展新能源汽車是降低汽車燃料消耗量，緩解燃油供求矛盾，減少尾氣排放，改善大氣環境有效途徑PVDF油性單面涂敷技術應用在動力及消費軟包電池，可以提高電池的安全性、可靠性和輕量化，有效推動了軟包電池的快速發展應用。

現有的涂布技術主要包括：

一、水系涂敷：陶瓷層完整，熱縮小，熱變形大、厚度均勻性差，粘結力低，無法傳導鋰離子。電池硬度一般，容量低局部粘結，極片和隔膜界面穩定。涂膠處容易貧液，中后期循環差、容易炸裂。

二、油性PVDF雙面涂敷：陶瓷層完整，熱縮小，熱變形小，厚度均勻性好，凝膠電解質起粘接作用，電池硬度好，整體粘結，極片和隔膜界面穩定。但由是雙面涂敷，厚度增加有局限性，滿足不了個別電池工藝要求。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供單層PVDF電池隔膜及其制備方法，比之油性PVDF雙面凃敷厚度更薄，同等體積下含液量增加，浸潤性良好，儲電量明顯提高，安全系數也有顯著提高。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明的其中一個目的是提供單層PVDF電池隔膜，包括基膜、設在基膜下端的陶瓷層以及涂布在基膜上端的單層PVDF涂料層，所述PVDF涂料由以下質量份的原料制備而成：聚偏二氟乙烯W#8500 0.5-3.0Kg、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物3-6.5Kg，丙酮200-400Kg，正丙醇7.5-15Kg、碳酸二甲脂6-15Kg份、環已烷1-8Kg、異丙醇0.5-2Kg。

優選地，所述陶瓷層的厚度為0.5-10mm；所述單層PVDF涂料層的厚度為0.5-5mm。

本發明的另一個目的是提供所述的單層PVDF電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、制備PVDF涂料：秤取配方量的聚偏二氟乙烯W#8500、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物與丙酮一起加入攪拌反應釜中，經過30℃-80℃的水加熱一小時至完全溶化后，再經攪拌反應釜常溫攪拌一小時后，加入定量正丙醇、碳酸二甲脂、環已烷，攪拌一小時，即得PVDF涂料成品；

S2、涂布：將步驟S1所得的PVDF涂料經管道打入涂布機膠槽內，對基膜上端進行涂敷，涂敷速度為5～15m/min，涂布機過程中，用適量的風量、風速進行吹干。

優選地，步驟S1中，攪拌反應釜的轉速為50-80r/min。

優選地，步驟S2中，洞道式熱風干燥工藝中，鼓風頻率和抽風頻率均為15-45Hz。

本發明的有益效果在于：熱變形小，厚度均勻性好，凝膠電解質起粘結作用，傳導鋰離子性能良好；電池硬度好，整體粘結，極片和隔膜界面穩定；凝膠鎖住電解液，中后期循環性好；比之油性雙面凃敷厚度更薄，同等體積下含液量增加，浸潤性良好，儲電量明顯提高，安全系數也有顯著提高。