本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料、其制備方法及鋰離子電池隔膜。

背景技術(shù)：

在能源領(lǐng)域，開發(fā)利用綠色環(huán)保新能源，成為時(shí)代發(fā)展的剛性需要。鋰離子電池具有比能量高、比功率高、電壓高、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、長(zhǎng)壽命及綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)。

鋰離子電池的主要組成包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜及電解液。隔膜作為鋰離子電池材料體系中技術(shù)壁壘最高、對(duì)鋰離子電池品質(zhì)及安全性有重大影響的一種高附加值材料，一直備受各大科研院校、生產(chǎn)企業(yè)及行業(yè)同仁的高度關(guān)注和研究。隨著國(guó)家對(duì)新能源政策的鼓勵(lì)和引導(dǎo)，鋰離子電池異軍突起，逐步在新能源乘用車、專用車、儲(chǔ)能、啟動(dòng)電源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，隔膜品質(zhì)的層次不齊，鋰離子電池在新能源領(lǐng)域推廣實(shí)施的過程中，出現(xiàn)不同程度的燃燒爆炸事故，給國(guó)家、人民帶來(lái)不可挽回的損失。目前，市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)隔膜的迫切需求，催生了涂覆漿料的發(fā)展，即在原有的鋰離子電池隔膜的表面涂覆具有一定物理性能和化學(xué)惰性的涂覆漿料，經(jīng)過特殊烘干處理，得到行業(yè)俗稱的“涂覆隔膜”。經(jīng)過市場(chǎng)驗(yàn)證，涂覆隔膜能在一定程度上克服或降低鋰離子電池在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)燃燒爆炸事故的概率。

目前，與鋰離子電池涂覆隔膜用漿料及制備方法有關(guān)的專利數(shù)量高達(dá)千篇以上，諸如申請(qǐng)?zhí)枺?01610233723.5，申請(qǐng)?zhí)枺?01710016768.1，申請(qǐng)?zhí)枺?01410288028.x，申請(qǐng)?zhí)枺?01610301280.9，申請(qǐng)?zhí)枺?01611228405.6等等專利制備得到的涂覆漿料中溶劑的含量較大，導(dǎo)致該類產(chǎn)品在實(shí)際的銷售使用過程中存在以下突出問題：（1）銷售過程中運(yùn)輸成本太高，折合后產(chǎn)品銷售成本太高，下游產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高；（2）涂覆漿料本身性能如防沉淀、濃度一致性、抗凍性等等，都會(huì)隨運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中環(huán)境的變化，產(chǎn)生一系列微觀質(zhì)變，對(duì)下游產(chǎn)品一致性有很大的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決鋰離子電池隔膜的穩(wěn)定性及生產(chǎn)成本的技術(shù)問題，提供了一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料。

本發(fā)明為解決鋰離子電池隔膜的穩(wěn)定性及生產(chǎn)成本的技術(shù)問題，進(jìn)一步提供了一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的制備方法。

本發(fā)明為解決鋰離子電池隔膜的穩(wěn)定性及生產(chǎn)成本的技術(shù)問題，進(jìn)一步提供了一種鋰離子電池隔膜。

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料，所述漿料由以下質(zhì)量百分比的成分組成：第一原料10.0%～50.0%、第二原料2.0%～15.0%、、溶劑48.0%～75.0%；

所述第一原料由以下質(zhì)量百分比的原料組成：涂覆粉93.0%～98.0%、分散劑0.5%～3.0%、增稠劑1.5%～4.0%；

所述第二原料由以下質(zhì)量百分比的原料組成：表面活性劑3.0%～8.0%、粘結(jié)劑80.0%～90.0%、消泡劑7.0%～12.0%。

進(jìn)一步地，所述涂覆粉包括聚偏二氟乙烯、氧化鋁、一水合氧化鋁、硫酸鋇、坡縷石、硅藻土、蒙脫土中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述分散劑包括檸檬酸三銨分散劑、byk-w980分散劑、byk-w965分散劑、byk-w990分散劑、byk-w995分散劑、th-904分散劑中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、黃原膠、明膠中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述表面活性劑包括脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和聚乙二醇單辛基苯基醚中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑包括丁苯橡膠乳液、la132、la133、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸聚合物中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述消泡劑包括乙醇、聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇、聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)三醇醚中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述溶劑包括去離子水、n-甲基吡咯烷酮中的任意一種。

另一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

s11，將涂覆粉、分散劑及增稠劑在密封環(huán)境中，通過機(jī)械攪拌混合均勻，形成第一原料；

s12，將表面活性劑、粘結(jié)劑及消泡劑在密封環(huán)境中，通過機(jī)械攪拌混合均勻，形成第二原料；

s13，將第一原料和第二原料混合后，向其中加入溶劑，在密封的環(huán)境中，機(jī)械攪拌混合均勻，得到涂覆漿料。

再一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜，所述鋰離子電池隔膜采用上述的鋰離子電池隔膜用涂覆漿料涂覆于涂覆隔膜基材上組成；所述涂覆隔膜基材包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、無(wú)紡布隔膜、聚酰亞胺隔膜中的任意一種。

本發(fā)明的有益效果是：通過單一因素和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化原料組合，成分簡(jiǎn)單但能達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的效果，同時(shí)，能有效的降低鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的生產(chǎn)成本，提高鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的性能的穩(wěn)定性；此外，生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單，有效的降低生產(chǎn)成本，便于生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的制備方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料，所述漿料由以下質(zhì)量百分比的成分組成：第一原料10.0%～50.0%、第二原料2.0%～15.0%、、溶劑48.0%～75.0%；

所述第一原料由以下質(zhì)量百分比的原料組成：涂覆粉93.0%～98.0%、分散劑0.5%～3.0%、增稠劑1.5%～4.0%；

所述第二原料由以下質(zhì)量百分比的原料組成：表面活性劑3.0%～8.0%、粘結(jié)劑80.0%～90.0%、消泡劑7.0%～12.0%。

本發(fā)明實(shí)施例通過單一因素和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化原料組合，成分簡(jiǎn)單但能達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的效果，同時(shí)，能有效的降低鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的生產(chǎn)成本，提高鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的性能的穩(wěn)定性。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述涂覆粉包括聚偏二氟乙烯、氧化鋁、一水合氧化鋁、硫酸鋇、坡縷石、硅藻土、蒙脫土中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述分散劑包括檸檬酸三銨分散劑、byk-w980分散劑、byk-w965分散劑、byk-w990分散劑、byk-w995分散劑、th-904分散劑中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、黃原膠、明膠中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述表面活性劑包括脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和聚乙二醇單辛基苯基醚中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑包括丁苯橡膠乳液、la132、la133、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸聚合物中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述消泡劑包括乙醇、聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇、聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)三醇醚中的一種或幾種。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述溶劑包括去離子水、n-甲基吡咯烷酮中的任意一種。

如圖1所示，另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子電池隔膜用涂覆漿料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

s11，將涂覆粉、分散劑及增稠劑在密封環(huán)境中，通過機(jī)械攪拌混合均勻，形成第一原料；

s12，將表面活性劑、粘結(jié)劑及消泡劑在密封環(huán)境中，通過機(jī)械攪拌混合均勻，形成第二原料；

s13，將第一原料和第二原料混合后，向其中加入溶劑，在密封的環(huán)境中，機(jī)械攪拌混合均勻，得到涂覆漿料。

本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單，有效的降低生產(chǎn)成本，便于生產(chǎn)。

再一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池隔膜，所述鋰離子電池隔膜采用上述的鋰離子電池隔膜用涂覆漿料涂覆于涂覆隔膜基材上組成；所述涂覆隔膜基材包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、無(wú)紡布隔膜、聚酰亞胺隔膜中的任意一種。

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一：

（1）第一原料配比：涂覆粉96.0%、分散劑1.5%、增稠劑2.5%；

（2）第二原料配比：表面活性劑5.0%、粘結(jié)劑85.0%、消泡劑10.0%；

（3）漿料配比：第一原料42.0%、第二原料8.0%、溶劑50.0%。

本實(shí)施例中，所述涂覆粉為：一水合氧化鋁；

本實(shí)施例中，所述分散劑為：byk-w990分散劑；

本實(shí)施例中，所述增稠劑為：羧甲基纖維素鈉；

本實(shí)施例中，所述表面活性劑為：聚乙二醇單辛基苯基醚；

本實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑為：聚乙烯醇；

本實(shí)施例中，所述消泡劑為：聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇；

本實(shí)施例中，所述溶劑為：去離子水。

一種鋰離子電池涂覆隔膜用漿料及制備方法，包括以下步驟：

（1）第一原料制備：按上述質(zhì)量百分比向分散設(shè)備罐中加入一水合氧化鋁，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向分散設(shè)備罐中加入byk-w990分散劑，攪拌60分鐘后，加入羧甲基纖維素鈉，攪拌60分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第一原料；

（2）第二原料制備：按上述質(zhì)量百分比向乳化設(shè)備罐中加入聚乙二醇單辛基苯基醚，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向乳化設(shè)備罐中加入聚乙烯醇，攪拌20分鐘后，加入聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇，攪拌30分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第二原料；

（3）漿料制備：按上述質(zhì)量百分比向高速分散設(shè)備罐中加入去離子水，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向高速分散設(shè)備罐中加入第一原料，攪拌30分鐘后，加入第二原料，攪拌120分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，制備完成后儲(chǔ)存?zhèn)溆茫瑑?chǔ)存溫度控制在20-40℃。

實(shí)施例二：

（1）第一原料配比：涂覆粉94.0%、分散劑2.0%、增稠劑4.0%；

（2）第二原料配比：表面活性劑8.0%、粘結(jié)劑80.0%、消泡劑12.0%；

（3）漿料配比：第一原料45.0%、第二原料5.0%、溶劑50.0%。

本實(shí)施例中，所述涂覆粉為：硫酸鋇；

本實(shí)施例中，所述分散劑為：byk-w965分散劑；

本實(shí)施例中，所述增稠劑為：羧甲基纖維素鈉；

本實(shí)施例中，所述表面活性劑為：脂肪酸山梨坦；

本實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑為：丁苯橡膠乳液；

本實(shí)施例中，所述消泡劑為：聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)三醇醚；

本實(shí)施例中，所述溶劑為：去離子水。

一種鋰離子電池涂覆隔膜用漿料及制備方法，包括以下步驟：

（1）第一原料制備：按上述質(zhì)量百分比向分散設(shè)備罐中加入硫酸鋇，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向分散設(shè)備罐中加入byk-w965分散劑，攪拌60分鐘后，加入羧甲基纖維素鈉，攪拌60分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第一原料；

（2）第二原料制備：按上述質(zhì)量百分比向乳化設(shè)備罐中加入脂肪酸山梨坦，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向乳化設(shè)備罐中加入丁苯橡膠乳液，攪拌20分鐘后，加入聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)三醇醚，攪拌30分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第二原料；

（3）漿料制備：按上述質(zhì)量百分比向高速分散設(shè)備罐中加入去離子水，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向高速分散設(shè)備罐中加入第一原料，攪拌30分鐘后，加入第二原料，攪拌120分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，制備完成后儲(chǔ)存?zhèn)溆茫瑑?chǔ)存溫度控制在20-40℃。

實(shí)施例三：

（1）第一原料配比：涂覆粉95.0%、分散劑3.0%、增稠劑2.0%；

（2）第二原料配比：表面活性劑6.0%、粘結(jié)劑88.0%、消泡劑6.0%；

（3）漿料配比：第一原料40.0%、第二原料10.0%、溶劑50.0%。

本實(shí)施例中，所述涂覆粉為：氧化鋁；

本實(shí)施例中，所述分散劑為：th-904分散劑；

本實(shí)施例中，所述增稠劑為：黃原膠；

本實(shí)施例中，所述表面活性劑為：聚乙二醇單辛基苯基醚；

本實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑為：la133；

本實(shí)施例中，所述消泡劑為：乙醇；

本實(shí)施例中，所述溶劑為：去離子水。

一種鋰離子電池涂覆隔膜用漿料及制備方法，包括以下步驟：

（1）第一原料制備：按上述質(zhì)量百分比向分散設(shè)備罐中加入氧化鋁，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向分散設(shè)備罐中加入th-904分散劑分散劑，攪拌60分鐘后，加入黃原膠，攪拌60分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第一原料；

（2）第二原料制備：按上述質(zhì)量百分比向乳化設(shè)備罐中加入聚乙二醇單辛基苯基醚，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向乳化設(shè)備罐中加入la133，攪拌20分鐘后，加入乙醇，攪拌30分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，得到第二原料；

（3）漿料制備：按上述質(zhì)量百分比向高速分散設(shè)備罐中加入去離子水，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向高速分散設(shè)備罐中加入第一原料，攪拌30分鐘后，加入第二原料，攪拌120分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，制備完成后儲(chǔ)存?zhèn)溆?，?chǔ)存溫度控制在20-40℃。

實(shí)施例四：

（1）第一原料配比：涂覆粉94.0%、分散劑2.0%、增稠劑4.0%；

（2）第二原料配比：表面活性劑5.0%、粘結(jié)劑87.0%、消泡劑8.0%；

（3）漿料配比：第一原料44.0%、第二原料10.0%、溶劑46.0%。

本實(shí)施例中，所述涂覆粉為：聚偏二氟乙烯；

本實(shí)施例中，所述分散劑為：byk-w990分散劑；

本實(shí)施例中，所述增稠劑為：羧甲基纖維素鈉；

本實(shí)施例中，所述表面活性劑為：聚乙二醇單辛基苯基醚；

本實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑為：聚乙烯醇；

本實(shí)施例中，所述消泡劑為：聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇；

本實(shí)施例中，所述溶劑為：n-甲基吡咯烷酮。

一種鋰離子電池涂覆隔膜用漿料及制備方法，包括以下步驟：

（1）第一原料制備：按上述質(zhì)量百分比向分散設(shè)備罐中加入聚偏二氟乙烯，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向分散設(shè)備罐中加入byk-w990分散劑，攪拌60分鐘后，加入羧甲基纖維素鈉，攪拌60分鐘后，過程中溫度控制在20-40℃，得到第一原料；

（2）第二原料制備：按上述質(zhì)量百分比向乳化設(shè)備罐中加入聚乙二醇單辛基苯基醚，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向乳化設(shè)備罐中加入聚乙烯醇，攪拌20分鐘后，

加入聚氧丙烯聚氧乙烯有規(guī)二醇，攪拌30分鐘后，過程中溫度控制在20-40℃，得到第二原料；

（3）漿料制備：按上述質(zhì)量百分比向高速分散設(shè)備罐中加入n-甲基吡咯

烷酮，開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向高速分散設(shè)備罐中加入第一原料，攪拌30分鐘后，加入第二原料，攪拌120分鐘后，過程中溫度控制在20-50℃，制備完成后儲(chǔ)存?zhèn)溆茫瑑?chǔ)存溫度控制在20-35℃。

將上述實(shí)施例一至實(shí)施例四制備得到的涂覆漿料，以聚丙烯隔膜為基材，按照相同的涂覆工藝，制備得到相應(yīng)的涂覆隔膜，與原膜性能檢測(cè)如表1所示；

表1

從表1中得知，使用實(shí)施例一至實(shí)施例四制備得到的涂覆漿料，以聚丙烯

隔膜為基材，按照相同的涂覆工藝，制備得到相應(yīng)的涂覆隔膜。通過對(duì)原膜和四種涂覆隔膜的物理性能數(shù)據(jù)分析，經(jīng)過涂覆后的隔膜各項(xiàng)性能均優(yōu)于原膜。

對(duì)比例

依據(jù)實(shí)施例三材料體系和各材料相同質(zhì)量百分比，按照目前市售漿料的一種通用制備工藝制備本實(shí)施例中的漿料。

包括以下步驟：

按上述質(zhì)量百分配比向高速分散設(shè)備罐中加入溶劑，同時(shí)開動(dòng)攪拌機(jī)，然后向高速分散設(shè)備罐中加入表面活性劑，攪拌一定時(shí)間后，加入增稠劑，攪拌一定時(shí)間后，加入粘結(jié)劑，攪拌一定時(shí)間后，加入分散劑，攪拌一定時(shí)間后，加入氧化鋁，攪拌一定時(shí)間后，加入消泡劑，慢速攪拌一定時(shí)間后，過程中溫度控制在20-50℃，制備完成后儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

將上述實(shí)施例三與對(duì)比例制備得到的涂覆漿料，采用模擬實(shí)際工況條件，開放環(huán)境中放置10天后，以聚丙烯隔膜為基材，按照相同的涂覆工藝，制備得到相應(yīng)的涂覆隔膜，對(duì)其批次的涂覆隔膜的一些基本參數(shù)，諸如涂覆厚度、附著力及透氣性抽樣，檢測(cè)50個(gè)點(diǎn)，結(jié)果如表2所示：

表2

對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2~圖4所示；其中系列1為實(shí)施例三測(cè)試數(shù)據(jù)，系列2為對(duì)比例測(cè)試數(shù)據(jù)。

從表3至表5分析可知，采用本發(fā)明專利制備的涂覆漿料制備出的涂覆隔膜產(chǎn)品一致性均優(yōu)于目前市售漿料通用制備工藝制備的得到的涂覆隔膜。此外，采用本發(fā)明專利制備的涂覆漿料運(yùn)輸成本較目前市售漿料低40.0-50.0%?？刹僮餍院?，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施方式”、“一些實(shí)施方式”、“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換。