[发明专利]水性PVDF或其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法

说明书

本发明提供一种水性PVDF及其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：1)PVDF及其共聚物和陶瓷混合浆料制备：将去离子水和PVDF及其共聚物混合搅拌，配制成均匀溶液，然后加入分散剂和混合陶瓷粉料混合，在温度为30℃‑50℃条件下搅拌均匀，经球磨0.5‑2h后，得到PVDF及其共聚物和陶瓷混合浆料；2)涂布：将由步骤1)制得的PVDF及其共聚物和陶瓷混合浆料涂布于基膜的一侧或两侧，形成水性涂层，经在温度为40℃‑90℃的三级烘箱内烘干，得到水性PVDF及其共聚物复合涂覆隔膜。有益效果为：提高隔膜在电解液中的溶胀率，提高锂电池的电导率，降低锂电池内阻，提高锂电池的倍率放电性能及循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜制备技术领域，特别涉及一种水性PVDF或其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法。

背景技术

随着市场3C产品的高容量、高功率、高效率充放电性能需求，对锂电池隔膜性能要求越来越高，在能够保障安全的前提下，需要隔膜的厚度越来越薄，但隔膜厚度越薄机械强度越小，发生断裂或刺穿的可能性越大，两者其实是自相矛盾的，需要在两者之间做一个权衡，得到理想的产品。

现有技术中，电池隔膜一般是在隔膜基体的表面涂覆一层陶瓷层，然后在陶瓷层的表面涂覆一层水性PVDF胶层。申请号为CN 201210000157.5的发明专利公开了一种隔膜，该隔膜是由涂覆在基膜表面的陶瓷材料层和涂覆在陶瓷层外表面的聚合物粘结层组成，提高了隔膜的耐热性能及机械强度，但是相对于原膜涂覆隔膜的透气损失较大，阻碍锂离子的传导，增大锂电池的内阻；涂覆工序复杂，导致产品生产效率下降，而且厚度及重量增加，不利于产品的轻量化。申请号为CN201510057002.9的一种复合改性隔膜及其制备方法，通过聚偏氟乙烯-六氟丙烯与陶瓷按一定比例混合后涂布在薄膜基材上，得到通透性好且透气度值较低的复合改性隔膜，但聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物为结晶型聚合物，特别是聚偏氟乙烯(PVDF)的结晶度在50％左右，而锂离子的传导主要在无定型区，结晶区限制了锂离子的传导。

发明内容

本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种水性PVDF或其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法，其能降低因涂层厚度带来的透气损失，降低PVDF及其聚合物的结晶度，提高隔膜在电解液中的溶胀率，提高了锂电池的电导率，降低锂电池内阻，从而提高锂离子电池的倍率放电性能及循环性能。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种水性PVDF或其共聚物复合涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：

1)PVDF或其共聚物和陶瓷混合浆料制备：将去离子水和PVDF或其共聚物混合搅拌，配制成均匀溶液，然后加入分散剂和混合陶瓷粉料混合，在温度为30℃-50℃条件下搅拌均匀，经球磨0.5-2h后，得到PVDF或其共聚物和陶瓷混合浆料；其中，去离子水的质量比为40-90％，PVDF或其共聚物与混合陶瓷粉料的质量之比为1-40:100，分散剂的质量比为0.1-2％，混合陶瓷粉料为氧化铝、氧化钛和氧化镁的混合物，混合陶瓷粉料中氧化铝、氧化钛和氧化镁的质量之比为3:1:1；

2)涂布：将由步骤1)制得的PVDF或其共聚物和陶瓷混合浆料按照一定涂布方式涂布于基膜的一侧或两侧，形成水性涂层，经在温度为40℃-90℃的三级烘箱内烘干，得到水性PVDF或其共聚物复合涂覆隔膜；其中，基膜为PP膜、PE膜或PP与PE多层复合膜，基膜厚度为3-16μm。

作为一种优选方案，步骤1)中PVDF或其共聚物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或几种。

作为一种优选方案，所述PVDF或其共聚物的分子量为500000-1000000g/mol。

作为一种优选方案，所述PVDF或其共聚物中VDF单体在PVDF或其共聚物中的比例不低于60％。