本發(fā)明屬于電池隔膜的技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋰離子電池的電池隔膜，具體涉及一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
電池隔膜在鋰電池中的基本作用為隔開正負極，并且吸附電解液允許鋰離子通過。3c產(chǎn)品包括計算機(computer)、通信(communication)和消費類電子產(chǎn)品(consumerelectronics)，是鋰電池應(yīng)用的主要領(lǐng)域，對于3c產(chǎn)品的鋰電池，僅使用pp隔膜和pe隔膜，其性能就能得到較好的滿足。但是隨著電動汽車的不斷發(fā)展，鋰電池的性能必須進一步提升才能滿足電動汽車的要求，比如在安全性、充放電性能、循環(huán)性能及倍率性等方面，電動汽車用鋰電池就比3c產(chǎn)品用鋰電池有更加嚴格的要求。目前在提高鋰電池隔膜性能方面的發(fā)展研究以改善隔膜表面性質(zhì)和調(diào)整隔膜基體材料為主。在改善隔膜表面性質(zhì)方面主要的研究方向是隔膜涂布處理就是在隔膜表面涂覆一層陶瓷材料，就目前情況來看陶瓷涂布隔膜是提高鋰電池安全性的最有效方式，隔膜涂布陶瓷后可有效地提高隔膜的耐熱收縮性、安全性、熱穩(wěn)定性以及改善隔膜的機械強度，從而延長隔膜的使用壽命。
就目前來說陶瓷涂布隔膜的耐高溫性以及耐熱收縮率及強度在一定溫度條件下不能夠滿足要求，如何選擇個制備一種隔膜的方式進而使鋰電池隔膜耐熱穩(wěn)定性和耐熱收縮率得到較大的提高，提升市場競爭力是目前丞待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中涂布隔膜的耐高溫性以及耐熱收縮率及強度在一定溫度條件下不能夠滿足要求的問題，提供了一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜及其制備方法，該電池隔膜的耐高溫性和耐高溫收縮率性能較好，安全性大大提高，適用于電動汽車用鋰電池中，涉及的制備方法省時省力，生產(chǎn)效率較高，產(chǎn)品的質(zhì)量高且穩(wěn)定性較好。
本發(fā)明為實現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是：
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末10-15％，丙烯酸膠黏劑3-6％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.2-0.5％，瓊膠素0.04-0.06％，鄰苯二甲酸二酯0.04-0.08％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.04-0.08％，cmc溶液0.5-2％，余量為去離子水。
所述的基膜為pp隔膜、pe隔膜、無紡布或者纖維。
所述的涂覆漿料由下述方法配置：
a、在水中加入氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑高速分散10-15min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min，得到混合溶液，然后向其中加入水性pvdf粉末，經(jīng)過砂磨機高速研磨，控制轉(zhuǎn)速1000-3000r/min，將水性pvdf粉末分散均勻，形成pvdf分散液；
b、向pvdf分散液中加入丙烯酸膠黏劑，高速分散10-15min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min；然后向其中加入cmc溶液，將溶液粘度調(diào)節(jié)至50-70mpa.s，然后加入瓊膠素、鄰苯二甲酸二酯、三羥甲基丙烷三丙酸酯，高速分散30-40min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min，配置成固含量10％-20％的水性pvdf涂布漿料。
步驟a中水性pvdf粉末的加入量為混合溶液質(zhì)量的10-15％。
所述的氟碳表面活性劑選自烷基醚乳糖、全氟烷基醚醇胺鹽、全氟烷基醚季銨鹽、全氟烷基醚羧酸鉀中的一種或兩種以上組合，纖維素醚類分散劑選自纖維素烷基醚、纖維素羥烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚中的一種或兩種以上組合。
所述的水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備方法，該制備方法借助涂覆裝置來實施，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸、涂膠輥、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸，基膜放卷軸上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸并卷繞在收卷軸上，涂膠輥表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸釋放基膜，基膜向收卷軸方向移動，基膜放卷軸對基膜的放卷張力為4-20n；
b、基膜涂布：通過涂膠輥在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜；
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為0.4min-1.2min，涂布隔膜在加熱干燥機構(gòu)中的張力保持在3-15n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過收卷軸對水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為5-18n。
所述的步驟c中，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz。
所述的步驟a中，基膜放卷軸和涂膠輥之間依次設(shè)置有張力檢測輥、張緊輥、轉(zhuǎn)向輥。
在涂膠輥和烘干機構(gòu)之間設(shè)置有勻化輥。
所述的步驟d中，所述的加熱烘干機構(gòu)和收卷軸之間還增設(shè)有展平輥，展平輥將加熱后的水性pvdf涂布隔膜成品進行展平，經(jīng)過展平后的水性pvdf涂布隔膜成品通過收卷軸進行收卷。
本發(fā)明的有益效果是：
水性pvdf涂布電池隔膜既具備陶瓷涂覆隔膜對電池帶來的較高的安全性，同時又能夠耐高溫，減小高溫條件下隔膜的收縮率，增加電池的整體壽命，本發(fā)明中的制備方法為水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜制備提供了較為成熟高效的工藝，其中的涂覆裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，操作時自動化程度較高，隔膜的生產(chǎn)效率明顯提高，能夠為電池加工穩(wěn)定持續(xù)地提供隔膜原材料，最后加工得到的pvdf涂布隔膜成品的品質(zhì)較高且性能較為穩(wěn)定，尤其是應(yīng)用在電動汽車所用鋰離子電池中，在電動汽車工作過程中，隔膜能夠耐受較高溫度，隔膜收縮率較之現(xiàn)有陶瓷涂覆隔膜有顯著降低，使得電池整體壽命顯著延長，安全性大大提高，電動車的使用便利性、安全性和穩(wěn)定性也隨之提高。
本發(fā)明涂覆漿料配方的改變相較于現(xiàn)有的涂覆漿料綜合性能較好，且可針對性的對涂層膜耐熱性、強度、韌性、透氣、水含量、穩(wěn)定性能等做改善；本發(fā)明涂覆漿料配方比例的控制，使得涂覆后形成的涂覆隔膜性能更好，例如丙烯酸膠黏劑的作用除了是提高涂覆漿料與基膜的粘結(jié)性，通過比例的控制減小對隔膜透氣性的不良影響；氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑的作用不僅是為了將各原料均勻的進行分散，提高涂層的均勻分散性和厚度均勻性，同時其比例的控制，還可以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。本發(fā)明涂覆漿料通過各原料功能上的相互支撐，及比例間的相互制約和搭配，對隔膜產(chǎn)品的耐熱性能及強度有較大影響，對電池的安全性能如耐熱性能及耐鋰枝晶穿透能力有很大的改善。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中涂覆裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，1、基膜放卷軸，2、涂膠輥，3、張力檢測輥，4、張緊輥，5、轉(zhuǎn)向輥，6、勻化輥，7、展平輥，8、收卷軸。
具體實施方式
本發(fā)明的pvdf涂布隔膜用于智能手機，平板電腦的小型鋰離子電池。作用是粘接電極和隔膜，增加循環(huán)壽命和電池安全性；用于動力汽車，儲能等大型鋰離子電池。作用是在隔膜表面粘接一層納米陶瓷粉末，減少隔膜的收縮，增加鋰電池的高溫安全性。pvdf隔膜涂覆粘接隔膜和極片，使得極片硬度變高，電池更薄更結(jié)實，方便加工和運輸；pvdf隔膜涂覆的電池在高溫下存儲性能明顯優(yōu)于一般電池；pvdf隔膜涂覆的電池在外部電路短路實驗中，溫度升高比一般電池低20-40度，安全性能極大改善。增加了隔膜對電解液的潤濕性以及保液性，增加電池安全性。增加了隔膜的電化學(xué)穩(wěn)定性，適用于未來的高電壓電池體系。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，基膜選用pp隔膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末15％，丙烯酸膠黏劑8％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.05％，瓊膠素0.04％，鄰苯二甲酸二酯0.04％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.04％，cmc溶液0.5％，余量為去離子水。
所述的涂覆漿料由下述方法配置：
a、在水中加入氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑高速分散10-15min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min，得到混合溶液，然后向其中加入混合溶液質(zhì)量的水性pvdf粉末，經(jīng)過砂磨機高速研磨，控制轉(zhuǎn)速1000-3000r/min，將水性pvdf粉末分散均勻，形成pvdf分散液；
b、向pvdf分散液中加入丙烯酸膠黏劑，高速分散10-15min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min；然后向其中加入質(zhì)量濃度為0.5-2％cmc溶液，將溶液粘度調(diào)節(jié)至50-70，然后加入瓊膠素、鄰苯二甲酸二酯、三羥甲基丙烷三丙酸酯，高速分散30-40min，控制轉(zhuǎn)速2000-5000r/min，配置成水性pvdf涂布漿料。添加cmc溶液的目的為調(diào)節(jié)涂布液粘度，涂布液粘度高涂層容易涂厚，體系較穩(wěn)定，涂層外觀相對控制困難，涂布液粘度低涂層相對容易涂薄，外觀相對好控制。添加cmc溶液0.5-2％的量可以得到體系穩(wěn)定、外觀好控制的涂布液。
上述水性pvdf涂布漿料涂布鋰離子電池隔膜由下述方法制備，采用立式雙面涂布機或臥式高速涂布機，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸8，基膜放卷軸1上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸1并卷繞在收卷軸8上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸1釋放基膜，基膜向收卷軸8方向移動，通過張力檢測輥3、張緊輥4控制基膜放卷軸1對基膜的放卷張力為4-9n，本次制備采用立式結(jié)構(gòu)，因此通過轉(zhuǎn)向輥5對基膜進行轉(zhuǎn)向；
b、基膜涂布：基膜經(jīng)過轉(zhuǎn)向后進入涂膠操作，通過涂膠輥2在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜，將涂布隔膜經(jīng)過勻化輥進行勻化處理，使得涂層更加均勻；涂布時采用網(wǎng)紋輥涂布方式、浸泡刮液式涂布方式或噴涂的方式，采用浸泡刮液式涂布方式時將涂膠輥更換成刮液輥，采用噴涂的方式時將涂膠輥更換成噴槍頭。
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為0.4min，涂布隔膜在加熱烘干機構(gòu)中的張力保持在3-8n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，然后通過收卷軸8對經(jīng)過展平處理的水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為5-10n。
所述的步驟a中，基膜放卷軸和涂膠輥之間設(shè)置有張緊軸，基膜放卷軸釋放基膜后，基膜先經(jīng)過張緊軸的張緊作用，然后再經(jīng)過涂膠輥。
所述的步驟d中，所述的加熱烘干機構(gòu)和收卷軸之間還依次增設(shè)有展平輥和張緊輥，展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，展平后經(jīng)過張緊輥的張緊保持，最后將較為平整的pvdf涂布隔膜成品通過收卷軸進行收卷。
實施例2
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，基膜選用纖維隔膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末10％，丙烯酸膠黏劑9％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.07％，瓊膠素0.06％，鄰苯二甲酸二酯0.05％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.07％，cmc溶液0.8％，余量為去離子水。
上述涂覆漿料涂布鋰離子電池隔膜由下述方法制備，采用立式雙面涂布機或臥式高速涂布機，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸8，基膜放卷軸1上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸1并卷繞在收卷軸8上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸1釋放基膜，基膜向收卷軸8方向移動，通過張力檢測輥3、張緊輥4控制基膜放卷軸1對基膜的放卷張力為10-15n，本次制備采用立式結(jié)構(gòu)，因此通過轉(zhuǎn)向輥5對基膜進行轉(zhuǎn)向；
b、基膜涂布：基膜經(jīng)過轉(zhuǎn)向后進入涂膠操作，通過涂膠輥2在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜，將涂布隔膜經(jīng)過勻化輥進行勻化處理，使得涂層更加均勻；
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為0.8min，涂布隔膜在加熱烘干機構(gòu)中的張力保持在6-10n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，然后通過收卷軸8對經(jīng)過展平處理的水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為7-13n。
實施例3
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，基膜選用無紡布隔膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末12％，丙烯酸膠黏劑11％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.08％，瓊膠素0.05％，鄰苯二甲酸二酯0.06％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.05％，cmc溶液1％，余量為去離子水。
上述涂覆漿料涂布鋰離子電池隔膜由下述方法制備，采用立式雙面涂布機或臥式高速涂布機，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸8，基膜放卷軸1上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸1并卷繞在收卷軸8上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸1釋放基膜，基膜向收卷軸8方向移動，通過張力檢測輥3、張緊輥4控制基膜放卷軸1對基膜的放卷張力為8-12n，本次制備采用立式結(jié)構(gòu)，因此通過轉(zhuǎn)向輥5對基膜進行轉(zhuǎn)向；
b、基膜涂布：基膜經(jīng)過轉(zhuǎn)向后進入涂膠操作，通過涂膠輥2在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜，將涂布隔膜經(jīng)過勻化輥進行勻化處理，使得涂層更加均勻；
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為1.0min，涂布隔膜在加熱烘干機構(gòu)中的張力保持在9-13n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，然后通過收卷軸8對經(jīng)過展平處理的水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為15-18n。
實施例4
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，基膜選用pp隔膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末14％，丙烯酸膠黏劑10％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.06％，瓊膠素0.04％，鄰苯二甲酸二酯0.07％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.06％，cmc溶液2％，余量為去離子水。
上述涂覆漿料涂布鋰離子電池隔膜由下述方法制備，采用立式雙面涂布機或臥式高速涂布機，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸8，基膜放卷軸1上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸1并卷繞在收卷軸8上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸1釋放基膜，基膜向收卷軸8方向移動，通過張力檢測輥3、張緊輥4控制基膜放卷軸1對基膜的放卷張力為16-20n，本次制備采用立式結(jié)構(gòu)，因此通過轉(zhuǎn)向輥5對基膜進行轉(zhuǎn)向；
b、基膜涂布：基膜經(jīng)過轉(zhuǎn)向后進入涂膠操作，通過涂膠輥2在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜，將涂布隔膜經(jīng)過勻化輥進行勻化處理，使得涂層更加均勻；
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為0.6min，涂布隔膜在加熱烘干機構(gòu)中的張力保持在12-14n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，然后通過收卷軸8對經(jīng)過展平處理的水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為12-16n。
實施例5
一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，包括一側(cè)或者兩側(cè)膜面粘附有涂覆漿料的基膜，基膜選用pe隔膜，所述涂覆漿料按質(zhì)量百分比計，包括水性pvdf粉末13％，丙烯酸膠黏劑12％，氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑0.1％，瓊膠素0.06％，鄰苯二甲酸二酯0.08％，三羥甲基丙烷三丙酸酯0.08％，cmc溶液1.5％，余量為去離子水。
上述涂覆漿料涂布鋰離子電池隔膜由下述方法制備，采用立式雙面涂布機或臥式高速涂布機，涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機構(gòu)和收卷軸8，基膜放卷軸1上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸1并卷繞在收卷軸8上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，利用上述結(jié)構(gòu)的涂覆裝置來進行水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜的制備，包括以下步驟：
a、基膜放卷：通過基膜放卷軸1釋放基膜，基膜向收卷軸8方向移動，通過張力檢測輥3、張緊輥4控制基膜放卷軸1對基膜的放卷張力為11-15n，本次制備采用立式結(jié)構(gòu)，因此通過轉(zhuǎn)向輥5對基膜進行轉(zhuǎn)向；
b、基膜涂布：基膜經(jīng)過轉(zhuǎn)向后進入涂膠操作，通過涂膠輥2在基膜的一側(cè)或兩側(cè)進行涂膠，形成涂布隔膜，將涂布隔膜經(jīng)過勻化輥進行勻化處理，使得涂層更加均勻；
c、烘烤定型：將上述b得到的涂布隔膜進入加熱烘干機構(gòu)，加熱烘干機構(gòu)包括依次相連的三個烘箱，三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，水性pvdf涂布隔膜依次經(jīng)過三個烘箱進行干燥定型，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為50-60℃、60-70℃以及50-60℃，三個烘箱中均設(shè)置有進風(fēng)風(fēng)機和排風(fēng)風(fēng)機，三個烘箱中的進、排風(fēng)頻率設(shè)定為12-25hz，輸送經(jīng)過加熱烘干機構(gòu)的時間為1.2min，涂布隔膜在加熱烘干機構(gòu)中的張力保持在10-15n，隔膜干燥定型，得到水性pvdf涂布隔膜成品；
d、成品收卷：通過展平輥將加熱后的pvdf涂布隔膜成品進行展平，然后通過收卷軸8對經(jīng)過展平處理的水性pvdf涂布隔膜成品進行收卷，收卷的張力為10-15n。
本發(fā)明中提供了一種水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜，該隔膜兼具使用安全性和耐高溫性能，其中的涂覆漿料既能夠發(fā)揮陶瓷涂覆層的安全性功能，也能夠起到粘附作用，應(yīng)用于電動車領(lǐng)域的電池中，能夠提高電池的安全性和壽命，本發(fā)明提供的制備方法為生產(chǎn)水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜提供了較為成熟穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝中針對高溫pvdf涂布鋰離子的機構(gòu)進行各個工序的布置，工序之間的間隔時間能夠使得最終產(chǎn)品品質(zhì)較高且穩(wěn)定，普通涂層隔膜在200℃下嚴重變形，而本發(fā)明中的水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜在200℃下仍可保持完好的形態(tài)，耐熱性能更好，本發(fā)明中水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜在200℃條件下保持1h后的收縮率為md<1.8，td<1.3，熱性能明顯優(yōu)于普通涂布隔膜；厚度為22um左右的普通雙面涂層隔膜透氣值一般小于380s/100ml，其透氣值很難實現(xiàn)小于220s/100ml，如何克服該技術(shù)難題是本領(lǐng)域目前尚未解決的技術(shù)難題，而造成隔膜的透氣值無法降低的原因，經(jīng)長期的研究發(fā)現(xiàn)涂覆漿料配方的不合理是造成透氣值無法降低的主要原因，本發(fā)明經(jīng)過長期的研究通過設(shè)計涂覆漿料的配方和配方比例，成功解決了上述難題，使得本發(fā)明中水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜透氣值小于220s/100ml，該數(shù)值的意義為一定面積的隔膜在一定壓力下通過一定量氣體需要的時間，透氣值越大說明隔膜內(nèi)阻越大，透氣值小些內(nèi)阻小，充放電速度更快，明顯優(yōu)于普通涂層隔膜；并且，水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜吸液率和吸液速度較普通涂層隔膜有明顯改善，單位體積內(nèi)吸收電解液的量較高，電池的離子電導(dǎo)率也較高，電池的充放電性能更好。
二、性能測試
注：對比1隔膜涂覆漿料為，al2o3陶瓷漿料、pvdf漿料、zro2陶瓷漿料或sio2漿料占涂覆漿料總質(zhì)量的百分比為20％-40％，膠黏劑為3％-6％，分散劑為0.2％-0.5％，膠凝劑為0.2％-0.5％，增塑劑為0.05％-0.2％，抗老化劑為0.05％-0.2％，交聯(lián)劑為0.05％-0.2％，其余為去離子水。
通過上述表格對比，我們發(fā)現(xiàn)在省略了防老劑或抗紫外劑等的條件下，發(fā)明的電池隔膜依然具有良好的耐老化性。本發(fā)明通過選用丙烯酸酯膠黏劑和三羥甲基丙烷三丙酸酯、控制其比例復(fù)配，再通過與氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑、水性pvdf漿料的復(fù)配結(jié)合，在功能上相互支撐，在界面形成定向吸附，通過上述交聯(lián)結(jié)合，對紫外線進行干擾，從而使得具有抗紫外線的效果，省略了抗老化劑或抗紫外劑的加入，節(jié)省了原料和成本，同時避免了因抗老化劑和/或抗紫外劑加入對涂膜表面縮孔的缺陷，還避免了抗老化劑遷移性帶來的涂覆不均、干燥后析出霧化的問題。
三、儲存穩(wěn)定性
將本發(fā)明的涂覆漿料、對比1、對比2、對比3的涂布漿料置于常溫下、-10～-30℃條件下、50-80℃條件下存放，觀察穩(wěn)定性，結(jié)果如下：
水性pvdf漿料需要解決的最大問題是分散性問題，pvdf在水中的分散性差，易發(fā)生團聚和絮凝，本發(fā)明將其應(yīng)用于電池隔膜的制備，將其進行了研磨成粉的處理，而粉末狀態(tài)的pvdf更易形成聚團和絮凝，發(fā)明人經(jīng)過長期的創(chuàng)造性研究，通過選用氟碳表面活性劑和纖維素醚類分散劑，嚴格控制兩者的比例為3:1，在三羥甲基丙烷三丙酸酯的作用下，具有協(xié)同增效的作用，使得不用疏解直接分散即可，其分散程度高、懸浮穩(wěn)定性好。
四、循環(huán)性能檢測
將本發(fā)明的水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜、對比1的電池隔膜，分別與licoo2，金屬鋰組裝成半電池來考察其電性能?？疾旖Y(jié)果為，電池的首次放電容量分別為136.8mah·g-1、137.6mah·g-1，經(jīng)過50個循環(huán)后，電池容量衰減為131.1mah·g-1、124.2mah·g-1，容量保持率分別為95.8％、90.3％，可見用本發(fā)明的水性pvdf涂布鋰離子電池隔膜組裝的電池性能穩(wěn)定。