[发明专利]一种锂电隔膜的涂覆方法及锂电隔膜、锂电池

说明书

本发明公开了一种锂电隔膜的涂覆方法及锂电隔膜、锂电池，所述涂覆方法包括以下步骤：步骤1，制备涂层浆料；步骤2，将所述涂层浆料均匀涂覆于基膜单侧表面得到涂覆隔膜；步骤3，在常温25‑30℃下，将所述涂覆隔膜进行6～8次萃取后，再进行3‑5次水洗，其中：萃取液为水与NMP(N‑甲基吡咯烷酮)的混合液，相邻的两次萃取中，后一次萃取比前一次萃取所用的萃取液中NMP的浓度小2‑22wt％；步骤4，萃取结束后将涂覆隔膜于30‑65℃下干燥。本发明得到的锂电隔膜热稳定良好。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电隔膜的涂覆方法及锂电隔膜、锂电池。

背景技术

锂离子电池能量密度的提升主要有两个方向，一个是活性物质比容量的提升，如正极采用容量更高的高Ni材料，如NCM811等，另外一个方向就是通过提高电压来达到提高能量密度的目的，高电压正极材料不仅仅会给电解液带来严峻的挑战，也会对隔膜的稳定性产生显著的影响，影响锂离子电池的安全性。

涂层是提升隔膜安全性和稳定性的有效方法，通常而言隔膜表面的涂层可以分为两大类：1)有机涂层，例如常见的偏氟乙烯六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)，纤维类等，但是有机材料普遍存在热稳定性差，高温下隔膜收缩等问题；2)无机氧化物涂层，例如SiO₂，Al₂O₃，Mg(OH)₂等，能够显著改善隔膜的热稳定性，抑制隔膜在高温下的收缩，但是氧化物涂层会导致隔膜孔隙率降低，引起离子阻抗增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的锂电隔膜稳定性差、不耐高压的问题，而提供一种锂电隔膜，该锂电隔膜高温下收缩率小、变形性小、稳定性好、孔径均匀。

本发明的另一个目的是提供所述锂电隔膜的涂覆方法，该方法采用有机物涂覆，涂覆体系采用有机溶剂作为浆料体系的溶剂，并采用特殊的萃取方式进行萃取，在萃取过程中依次降低NMP的浓度，使涂层形成均匀的孔径，并有效减少隔膜中各种添加剂的残留。

本发明的另一个目的是提供一种基于所述锂电隔膜的锂电池，由于锂电隔膜热稳定性的提升，可大大提高该锂电池的能量密度。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种锂电隔膜的涂覆方法，包括以下步骤：

步骤1，制备涂层浆料：称取定量的聚偏氟乙烯或纤维溶解于有机溶剂中，加入粘结剂分散均匀后，再加入造孔剂分散均匀；

步骤2，将所述涂层浆料均匀涂覆于基膜单侧或两侧表面得到涂覆隔膜；

步骤3，在常温25-30℃下，将所述涂覆隔膜进行6～8次萃取后，再进行3-5次水洗，其中：萃取液为水与NMP(N-甲基吡咯烷酮)的混合液，相邻的两次萃取中，后一次萃取比前一次萃取所用的萃取液中NMP的浓度小2-22wt％；在本步骤中，萃取是为了将涂层中的溶剂、造孔剂及其他添加剂替换出来，萃取在萃取槽中进行，每个萃取槽旁侧均连有缓存罐，缓存罐中存有对应罐体浓度的萃取液，且萃取液需在搅拌罐中以15-60rpm搅拌均匀。水洗过程中的水为去离子水，温控为25-30℃；萃取液液面高度为100-130cm，此高度设置是为了增大涂层膜萃取的路径，利于得到更好的萃取效果；另外将萃取槽与萃取槽中的导辊作为独立的单元，可将萃取槽与萃取槽的导辊有效分离开，这样易于导辊的维护、维修及清洗。整个水洗装置采用溢流方式循环，过程中的溶剂通过精馏回收，并能实现98％以上的回收利用，不会对环境造成污染。

步骤4，将涂覆隔膜于30-65℃下充分干燥。

在上述技术方案中，第一次萃取用萃取液中NMP的浓度为80-85wt％，最后一次取用萃取液中NMP的浓度为3-14wt％。

在上述技术方案中，所述步骤2中的基膜为PP膜、PE膜或PP/PE/PP复合膜(中间为PE材质两侧为PP材质的膜)。