[发明专利]一种涂层复合隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池加工领域，尤其是涉及一种操作简单、测试精确的涂层复合隔膜及其制备方法。 

背景技术

锂电池是由正极、负极、隔膜和电解液组成。隔膜作为锂电池四大材料之一，尽管并不参与电池中的电化学反应，但却是锂电池中重要组件，同时也隔膜技术也是制约我国锂电池发展和应用的关键技术之一。电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能都与隔膜有着直接的关系　隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。 

目前，商品化的锂电池隔膜以聚烯烃（PP、PE）单层薄膜或者多层薄膜为主。我们知道聚烯烃类聚合物对电解液的吸收和保持能力较弱，对锂电池的充放电效率有一定的影响；同时，普遍使用的液态锂离子电池正极、负极及隔膜之间存在的空隙及电池电解液在循环过程中游离电解液影响电池的一致性及安全性。 

发明内容

为克服现有隔膜材料对电解液的吸收和保持能力较弱的缺点，本发明的目的在于提供一种对电解液的吸收和保持能力强、安全性高、成本低、环保性好的的涂层复合隔膜及其制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种涂层复合隔膜及其制备方法，包括基膜和涂布在基膜表面的聚合物涂覆层，所述聚合物涂覆层是由水溶 性胶黏剂、表面活性剂、分散剂、增稠剂、去离子水和聚合物粉末粒子组成。 

具体的，所述聚合物粉末粒子为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚酰亚胺、聚丙烯晴、芳纶树脂中的一种或多种。 

具体的，所述水性胶黏剂为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、丙烯酸类水溶性胶、丁苯胶乳中的一种或多种，所述表面活性剂为氟碳表面活性剂、硅烷表面活性剂、多元醇类表面活性剂中的一种或多种,所述分散剂为聚氧乙烯二油酸酯、聚四乙二醇单硬脂酸酯、聚四乙二醇单油酸酯、聚氧丙烯甘露醇二油酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯基烷基醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，所述增稠剂为羧甲基纤维素（CMC）、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、聚乙烯醇（PVA）中的一种或多种。 

作为一种优选方式，所述聚合物粉末粒子的粒径范围为0.01μm-10μm，所述聚合物粒子在涂覆层的质量百分比为2%-40%。更优选的，所述聚合物粉末粒子的粒径范围为0.1μm-2μm，所述聚合物粒子在涂覆层的质量百分比为8%-25%。 

所述基膜优选聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合微孔膜。 

作为一种优选方式，所述基膜的厚度为1μm-100μm，孔隙率范围为20%-80%，平均孔径为0.01μm-10μm。更优选的，基膜的厚度为10-60μm，孔隙率范围为35%-55%，平均孔径为1μm-6μm。 

作为一种优选方式，所述涂覆层的厚度为0.5μm-10μm。更优选的，厚度为1μm-4μm。 

本发明还公开了一种制备上述的涂层复合隔膜的方法，包括以下步骤： 

1）、配制水性浆料，先将水溶性胶黏剂、表面活性剂、分散剂和增稠剂在常温下，以去离子水为溶剂在搅拌机内进行搅拌溶解后，再加入聚合物粉末粒子搅拌均匀，制成水性浆料，搅拌的速率为2000-5000r/min； 

2）、在基膜上涂布聚合物涂覆层，采用辊涂布用步骤（1）中的水性浆料涂布基膜，涂布速率为5-100m/min； 

3）、烘干，将涂布有水性浆料的基膜在烘箱中烘干，烘干温度为40-120℃，烘干时间为3-200s； 

4）、收卷。 

作为一种优选方式，所述水性浆料中各组份的质量份数分别为：水溶性胶黏剂0.1-5份，表面活性剂0.01-1份，分散剂0.01-2份，增稠剂0.1-2份，去离子水60-85份，聚合物粉末粒子2-40份。 

作为一种优选方式，所述表面活性剂和分散剂的亲水与亲油平衡值（HLB值）介于7-9之间的非离子表面活性剂。HLB值过高或者过低，会影响溶剂与聚合物粒子界面的相容性，也会影响浆料在支撑层上铺展。 

本发明具有以下优点： 

（1）涂布浆料为水溶性，其所用溶剂为水，不含丙酮、DMF、NMP等有机溶剂，不会对环境造成污染，不会危害工人的健康。同时作为工业化生产的产品，使用水作为溶剂极大地降低了生产成本，使产品更具竞争力。