[发明专利]一种高粘结性的水性PVDF浆料和制备方法及其应用

说明书

本发明属于锂离子电池隔膜生产技术领域，具体涉及一种高粘结性的水性PVDF浆料和制备方法及其应用，具体包括以下重量百分比的原料：3～7％分散剂、1～5％润湿剂、5～10％助粘结剂、0.5～3％消泡剂、0.1～3％防沉剂、15～25％PVDF和0.05～2.5％碳化硅，余量为水，所述碳化硅的添加量与PVDF的添加量按质量比计为1：10～300。通过将SiC均匀分散在PVDF长链中，形成大量的微电容结构，借助SiC高的热传导能力和桥联作用，可以将外界热量快速传递至PVDF浆料内部中，加快PVDF浆料的粘结，进而提高水性PVDF浆料的粘结性能，得到一种涂层较薄、又有较好粘接力的水性PVDF浆料。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜生产技术领域，具体涉及一种高粘结性的水性PVDF浆料和制备方法及其应用。

背景技术

隔膜是电极必不可少的关键材料，尽管并不参与电池中的电化学反应，但电池的容量、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。隔膜主要起到了连接电极活性物质、导电剂和电极集流体的作用，保持电极结构的完整性，在锂电池中，隔膜吸收电解液后，可隔离正、负极，以防止短路，但同时还要允许锂离子的传导。而在过度充电或者温度升高时，隔膜还要有高温自闭性能，以阻隔电流传导防止爆炸。

目前，锂离子电池工业最常用的粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)，其具有抗氧化还原能力强，热稳定性好，易于分散等优点。但涂胶的隔膜对电极集流体的粘接能力与PVDF的涂覆量有很大的关系，涂覆量越高，粘接性越好，但是隔膜随着PVDF的涂覆量的增加，隔膜透气值增量较大，增加了隔膜的堵孔的风险，使锂电池的内阻增高，倍率降低，循环性能下降，因此需要一种较薄的涂层、又有较好粘接力的PVDF浆料。

中国专利号CN201811140887.9公开了一种锂离子电池用陶瓷涂覆隔膜的制备方法，陶瓷涂覆隔膜包括聚合物多孔基膜、涂覆于基膜表面一侧或者两侧的聚合物胶液、涂覆于聚合物胶液表面的陶瓷涂层和涂覆于陶瓷涂层表面与基膜表面另一侧的PVDF及其共聚物胶液。通过多层设计增大陶瓷涂层与聚合物多孔基膜的粘结力。另有中国专利号CN201810623817.2公开了一种隔膜及其制备方法和锂硫电池，隔膜包括基材隔膜，基材隔膜的两侧表面上形成有水系胶层；在所述基材隔膜一侧表面的水系胶层上形成有水系导热材料层。锂硫电池的负极与水系导热材料层相对，正极与水系胶层相对。浆料均为水系浆料，有利于正极和隔膜之间产生粘结力，使电芯更好成型，也有利于缓解多硫离子的溶解扩散。但以上两种隔膜在涂覆多层结构的过程中，无形中增加了隔膜涂层的厚度，且涂层的孔隙率不一致，使复合隔膜的孔径曲折度增加，导致锂电池的内阻增高，电化学性能降低，且复合隔膜与电池正极片和负极片之间的粘结性能较差，电池性能达不到理想的效果。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明目的在于提供一种高粘结性的水性PVDF浆料和制备方法及其应用。

一种高粘结性的水性PVDF浆料，包括以下重量百分比的原料：3～7％分散剂、1～5％润湿剂、5～10％助粘结剂、0.5～3％消泡剂、0.1～3％防沉剂、15～25％PVDF和0.05～2.5％碳化硅，余量为水，所述碳化硅的添加量与PVDF的添加量按质量比计为1：10～300。