[发明专利]聚合物粉体的制备方法、喷雾干燥设备、电池隔膜、二次电池

说明书

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种核壳树脂材料以及制备方法、水性聚合物涂料、电池隔膜、二次电池。本申请提供聚合物粉体的制备方法。首先，制备乳液，以便后续制备聚合物粉体。然后，对乳液进行雾化处理，得到含有核壳树脂材料的雾化状乳液，可控制二次颗粒的粒径。最后，对雾化状的乳液进行干燥处理控制，控制干燥温度在核体的玻璃化温度和壳层的玻璃化温度之间，发生团聚雾化乳液微粒所含的核壳树脂颗粒的树脂外层互溶或交联，且树脂内核保持原状态，并不会发生互溶或交联的现象，使得核壳树脂材料发生聚集，得到含有蓬松状微米颗粒的聚合物粉体。

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种聚合物粉体的制备方法、喷雾干燥设备、电池隔膜、二次电池。

背景技术

传统PVDF粉体的典型参数为：原始乳液一次粒径200nm，粉体二次粒径D50为6um-8um；材料在电解液中的溶胀按国标方法测试为30％- 40％；按0.5g/㎡涂覆在隔膜上，热压复合采用80℃、1Mpa、60S时间极片与隔膜之间的粘结力为3N-10N。在隔膜表面涂布一层PVDF涂层，而PVDF涂层又分为油系的多孔涂层和水系的乳液颗粒涂层，油系多孔涂层制造成本高，且不能满足高能量密度的卷绕型电池设计应用要求，多应用于叠片电池中。

聚合物乳液涂层在卷绕体系电池存在优势，无论在成本和特定的电池结构设计，但最大的缺陷是乳液颗粒本身不导离子，涂层对锂离子在电池内部传导存在阻碍作用，容易造成电池内阻增大，循环与倍率性能下降，而通过控制涂布工艺达到应用要求起作用的空间有限。

聚合物粉体应用的主要优势是能够适应多种电芯设计的要求来涂覆不同的聚合物涂层厚度，此外也方便运输储存。隔膜聚合物功能涂层材料要达到电池应用要求，其材料的玻璃化温度通常小于80℃，而干燥过程的温度通常至少达到110℃以上，这往往会造成材料在干燥过程结块，很难成粉，且锂离子无法在材料中的穿梭。

聚合物乳液的较低，在喷雾干燥温度下，现用的干燥塔存在可再分散性乳胶粉粘塔、结块、高温烧结等问题，导致其产能较低，产品纯度不高，塔壁清洗困难，这是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术本申请的目的在于提供一种聚合物粉体的制备方法、喷雾干燥设备、电池隔膜、二次电池，旨在解决现有聚合物粉体干燥过程结块，很难成粉的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种聚合物粉体的制备方法，包括如下步骤：

制备乳液，其中，乳液含有核壳树脂材料，核壳树脂材料包括树脂内核和包裹在内核表面的树脂外层，其中树脂内核的玻璃化温度比树脂外层的玻璃化温度高；

对乳液进行雾化处理，得到雾化状乳液；

对雾化状的乳液进行干燥处理，控制干燥温度在核体的玻璃化温度和壳层的玻璃化温度之间，核壳树脂颗粒之间相互聚集，得到含有蓬松状微米颗粒的聚合物粉体。

本申请提供聚合物粉体的制备方法。首先，制备乳液，以便后续制备聚合物粉体对乳液进行雾化处理。然后，对乳液进行雾化处理，得到含有核壳树脂材料的雾化状乳液。最后，对雾化状的乳液进行干燥处理控制，控制干燥温度在核体的玻璃化温度和壳层的玻璃化温度之间，发生团聚雾化乳液微粒所含的核壳树脂颗粒的树脂外层互溶或交联，且树脂内核保持原状态，并不会发生互溶或交联的现象，使得核壳树脂材料发生聚集，得到含有蓬松状微米颗粒的聚合物粉体，采用该方法制备的聚合物粉体，采用该方法制备的聚合物粉体，可用于隔膜涂覆中的应用，与现有PVDF粉体更蓬松的物理特性，同时蓬松状的结构有利于电解液保液传导离子，使电池在充放电过程中可保持内阻的稳定。

本申请第二方面提供了一种喷雾干燥设备，用于实施上述聚合物粉体的制备方法，包括散热管道、二级旋风分离器和干燥塔；

散热管道一端连接二级旋风分离器，另一端连接干燥塔；