[發(fā)明專利]一種鋰離子電池隔膜、其制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010945334.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112018311A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鵬;姜玉珍;欒宇;孔文利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島藍(lán)科途膜材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/16
• 分類號(hào): H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 董娣

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜、其制備方法及其應(yīng)用。所述鋰離子電池隔膜包括基膜以及噴涂于所述基膜單側(cè)或雙側(cè)的聚合物膜層，所述聚合物膜層包括PVDF樹(shù)脂，所述聚合物膜層的厚度為0.2?0.5μm。本發(fā)明的鋰離子電池隔膜粘結(jié)性好，具有非連續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)，而且其多孔結(jié)構(gòu)不會(huì)在電池應(yīng)用過(guò)程中塌陷；本發(fā)明的制備方法工藝車速快、加工成本低、無(wú)廢液產(chǎn)生，不存在成孔劑難以分離的困擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池隔膜領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池隔膜、其制備方法、及采用該種鋰離子電池隔膜的鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池主要由正/負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜及電池外殼包裝材料組成，其中，隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，用于起著分割正、負(fù)極，防止電池內(nèi)部短路，允許電解質(zhì)離子通過(guò)，完成電化學(xué)充放電過(guò)程的作用。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的倍率性能、循環(huán)性能以及安全性能等。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)在基膜雙側(cè)涂覆聚偏氟乙烯粘結(jié)性功能層，解決軟包電池硬度不足、電芯變形、循環(huán)過(guò)程極板膨脹/收縮導(dǎo)致的極板變形，進(jìn)而使得鋰離子電池循環(huán)壽命降低等問(wèn)題。現(xiàn)有涂覆聚偏氟乙烯的方式大致可分為兩種：一種是采用水性噴涂或輥涂的方式，將聚合物顆粒涂覆于基膜一側(cè)或兩側(cè)，即水性涂覆；另一種是采用有機(jī)溶劑將聚偏氟乙烯溶解，再通過(guò)浸涂、輥涂等方式涂覆于基膜一側(cè)或兩側(cè)，即油性涂覆。其中，油性涂覆按照成孔方式不同又可以分為兩種：一種采用丙酮作為溶劑，將聚偏氟乙烯及有機(jī)成孔劑溶解并通過(guò)連續(xù)浸涂或輥涂等涂覆工藝涂覆后直接干燥成膜；另一種采用DMAC、NMP等有機(jī)溶劑將聚偏氟乙烯及成孔劑溶解涂覆后通過(guò)凝固浴水洗方式造孔。

但現(xiàn)有技術(shù)均存在一些技術(shù)問(wèn)題，如，在水性涂覆隔膜中，聚合物以顆粒狀態(tài)存在于膜的表面，在使用過(guò)程中，電解液難以充分溶脹聚合物顆粒，使得水性涂覆隔膜的粘結(jié)性不足；使用DMAC、NMP作為有機(jī)溶劑的油性涂覆膜中，雖然粘結(jié)性優(yōu)于水性涂覆隔膜，但存在凝固浴廢液處理難度大，生產(chǎn)加工成本高，成孔劑難以分離的問(wèn)題；丙酮涂覆方式雖然加工難度小，膜的粘結(jié)性好，但也存在涂層在電解液中充分溶脹導(dǎo)致熱壓過(guò)程孔徑坍塌的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜及其制備方法，通過(guò)采用丙酮作為溶劑，將PVDF樹(shù)脂充分溶解后，采用噴涂的方式涂敷于基膜的單側(cè)或雙側(cè)。本發(fā)明的制備方法工藝車速快、加工成本低、無(wú)廢液產(chǎn)生，不存在成孔劑難以分離的困擾；采用本發(fā)明的制備方法獲得的鋰離子電池隔膜粘結(jié)性好，具有非連續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)，而且其多孔結(jié)構(gòu)不會(huì)在電池應(yīng)用過(guò)程中塌陷。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜，包括基膜以及噴涂于所述基膜單側(cè)或雙側(cè)的聚合物膜層，所述聚合物膜層包括PVDF樹(shù)脂，所述聚合物膜層的厚度為0.2-0.5μm。

其中，所述基膜可以是聚合物基膜，也可以是陶瓷基膜；所述聚合物基膜為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)聚合物基膜，所述陶瓷基膜包括聚合物基膜和涂敷于所述聚合物基膜單側(cè)或雙側(cè)的陶瓷層。

優(yōu)選地，所述聚合物膜層具有多孔結(jié)構(gòu)，且孔徑為100nm-5μm。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：(1)將油性涂覆漿料噴涂于基膜單側(cè)或雙側(cè)；所述油性涂覆漿料包括PVDF樹(shù)脂、油性溶劑、成孔劑；(2)將步驟(1)獲得的膜層材料進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥，即獲得所述鋰離子電池隔膜。

優(yōu)選地，所述油性溶劑為丙酮。

優(yōu)選地，所述成孔劑為去離子水。本發(fā)明采用去離子水作為成孔劑，而非傳統(tǒng)的TPG等有機(jī)溶劑，從而使工藝廢氣成分單一，處理簡(jiǎn)單，有效降低了工藝成本，且不存在成孔劑難以分離的問(wèn)題。

優(yōu)選地，所述PVDF樹(shù)脂為聚偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物，其共聚比例為5-10％。