一种锂离子电池用坡缕石涂覆隔膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新能源材料领域，特别是一种裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池是一种二次充电电池，它主要依靠裡离子在正极和负极之间移动来工 作。在充放电过程中，裡离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌;充电时，裡离子从正极脱嵌， 经过电解质嵌入负极，负极处于富裡子状态;放电时则相反。由于裡离子电池比能量高、工 作电压高、自放电低、循环寿命好、对环境友好、安全性能较好，成为了能量储存与转换应用 方面的重要化学电源，在移动通讯设备、电动工具、电动自行车等方面应用广泛，而且是新 能源汽车的重要零部件，新能源领域的研究热点之一。
[0003] 目前，W基础隔膜如聚丙締、聚乙締、聚酷亚胺、无纺布制备的裡离子电池较为"娇 气"，充放电次数多了之后，裡离子的迁移速率会逐渐变慢，裡离子在负极表面易出现裡支 晶刺透基础隔膜，电池正负极的极片直接接触，导致电池内部的溫度异常升高；同时，基础 隔膜的横向和纵向的热收缩百分比升高，使裡离子电池的安全性能大大降低，极易出现安 全性问题。另外，采用特殊的惰性材料如Ξ氧化二侣等制备的涂覆隔膜成本比较高，裡离子 电池的安全性能和能量密度不够高，且产品生产的经济效益不佳。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种对裡离 子电池电解液的保液性和浸润性佳，安全性高，循环寿命长的裡离子电池用坡缕石涂覆隔 膜及其制备方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，
[0006] 本发明之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜，在裡离子电池用基础隔膜表面均匀涂覆 一层浆料，所述浆料由W下质量百分比的原料制成：坡缕石颗粒5.0%-30.0%，分散剂 0.1%-1.0%，溶剂50.0%-80.0%，消泡剂5.0%-10.0%，表面活性剂1.0%-2.0%，增稠剂 0.5%-1.0%，粘结剂2.0%-10.0%，各原料质量百分比之和为100%。
[0007] 进一步，所述分散剂为BYK-W980分散剂、BYK-W965分散剂、BYK-W990分散剂、BYK- W995分散剂和TH-904分散剂中的一种或几种。
[000引进一步，所述消泡剂为酒精、聚氧丙締聚氧乙締有规二醇和Ξ醇酸中的一种或几 种。
[0009] 进一步，所述表面活性剂为脂肪酸甘油醋、脂肪酸山梨坦、聚山梨醋和聚乙二醇单 辛基苯基酸中的一种或几种。
[0010] 进一步，所述增稠剂为簇甲基纤维素、黄原胶和明胶中的一种或几种。
[0011] 进一步，所述粘结剂为电池级下苯橡胶乳液、LA132、LA133中的一种或几种，所述 溶剂为去离子水。
[0012] 本发明之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜的制备方法，包括W下步骤：
[0013] (1)浆料制备：向高速分散设备罐中依次加入上述质量百分比的溶剂、表面活性 剂、增稠剂、粘结剂、分散剂、坡缕石颗粒和消泡剂，边加入边揽拌，混合均匀，溫度为20-60 °C，制备完成后储存备用，储存溫度为20-40°C ;
[0014] (2)涂覆:将步骤（1)制备好的浆料过滤，用涂布机将浆料涂覆在裡离子电池基础 隔膜的表面，涂覆速度为10-30m/min;
[0015] (3)烘干:将步骤(2)涂覆好浆料裡离子电池基础隔膜烘烤，烘烤溫度分为五区，依 次为60-70°C，71-80°C，81-90°C，71-80°C和60-70°C，烘烤后即制得裡离子电池用坡缕石 涂覆隔胺。
[0016] 进一步，所述步骤(1)中，坡缕石的粒径为200-800nm。
[0017] 进一步，所述步骤(2)中，裡离子电池基础隔膜为聚丙締、聚乙締、聚酷亚胺和无纺 布中的一种，用涂布机将浆料涂覆在裡离子电池基础隔膜表面的涂覆厚度为1-12微米(优 选3-4微米）。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0019] (1)具有优良的电解液保液性和浸润性，安全性能大大提高，透气性、耐热性、阻燃 性、耐剥离强度和耐穿刺的性能提高，在裡离子电池用基础隔膜表面均匀涂覆一层纳米级 坡缕石颗粒；
[0020] (2)裡离子电池在充放电过程中裡离子的迁移速率高，能有效防止裡离子在负极 表面出现裡支晶，避免基础隔膜被刺透，涂覆一层纳米级坡缕石颗粒；
[0021] (3)隔膜横向和纵向的热收缩百分比低，能避免裡离子电池正负极的极片直接接 触，避免裡离子电池在使用异常的情况下导致电池内部溫度较高，引发裡离子电池安全性 问题，坡缕石涂覆隔膜能在基础隔膜的表面形成排列致密有序的无数微小的Ξ维网状间 隙，能有效降低基础隔膜横向和纵向的热收缩百分比，横向热收缩百分比降低可达到10- 20%，纵向热收缩百分比降低可达到2-8% ;
[0022] (4)裡离子电池的能量密度相对提高，裡离子电池的循环寿命延长，采用的坡缕石 是纳米级惰性材料，粒径小、比表面积大、密度小、阻燃效果佳。浆料制备方法简单，涂覆隔 膜生产工艺可操作性强，生产成本降低30-60%。
【具体实施方式】
[0023] W下结合实施例对本发明做进一步说明。
[0024] 实施例1
[0025] 本实施例之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜，在裡离子电池用基础隔膜表面均匀 涂覆一层浆料，所述浆料由W下质量百分配比的原料制成：坡缕石颗粒9.0%，分散剂 0.5%，去离子水80.0%，消泡剂5.0%，表面活性剂1.5%，增稠剂1.0%，粘结剂3.0%。 [00%]本实施例中，分散剂为BYK-W980分散剂、TH-904分散剂的混合分散剂。
[0027]本实施例中，消泡剂为聚氧丙締聚氧乙締有规二醇、Ξ醇酸的混合消泡剂。
[00%]本实施例中，表面活性剂为脂肪酸甘油醋、脂肪酸山梨坦的混合表面活性剂。
[0029] 本实施例中，增稠剂为簇甲基纤维素、黄原胶的混合增稠剂。
[0030] 本实施例中，粘结剂为电池级下苯橡胶乳液、LA132的混合粘结剂。
[0031] 本实施例之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜的制备方法，包括W下步骤：
[0032] (1)浆料制备：按上述质量百分比向高速分散设备罐中加入溶剂，同时开动揽拌 机，然后向高速分散设备罐中加入表面活性剂，揽拌30分钟后，加入增稠剂，揽拌10分钟后， 加入粘结剂，揽拌60分钟后，加入分散剂，揽拌30分钟后，加入坡缕石，坡缕石的粒径为300- 400nm，揽拌240分钟后，加入消泡剂，揽拌30分钟，溫度为20-50°C，制备完成后储存备用，储 存溫度为20-40°C;
[0033] (2)涂覆:将步骤（1)制备好的浆料过滤，用涂布机将浆料涂覆在裡离子电池基础 隔膜的表面，基础隔膜为聚丙締，涂覆速度为15m/min，用涂布机将浆料涂覆在裡离子电池 基础隔膜的表面的涂覆厚度为2微米；
[0034] (3)烘干:将步骤(2)涂覆好浆料裡离子电池基础隔膜烘烤，烘烤溫度分为五区，依 次为65°(：、75°(：、85°(：、75°(：、65°(：，烘干后即制得裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜。
[0035] 裡离子电池基础隔膜具有优良的电解液保液性和浸润性，安全性能大大提高，透 气性、耐热性、阻燃性、耐剥离强度和耐穿刺的性能提高；裡离子电池的能量密度相对提 高;裡离子电池的循环寿命延长，浆料制备方法简单，涂覆隔膜生产工艺可操作性强，生产 成本能降低55-60 %。
[0036]
[0037] 表一与基础隔膜相比，涂覆隔膜性能提高指标 [003引实施例2
[0039] 本实施例之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜，在裡离子电池用基础隔膜表面均匀涂 覆一层浆料，所述浆料由W下质量百分比的原料制成:坡缕石颗粒：15%，分散剂:0.5%，溶 剂:71.0%，消泡剂:5.0%，表面活性剂:1.5%，增稠剂:1.0%，粘结剂:6.0%。
[0040] 本实施例中，分散剂为BYK-W980分散剂和BYK-W965分散剂的混合分散剂。
[0041 ]本实施例中，消泡剂为酒精。
[0042] 本实施例中，表面活性剂为脂肪酸甘油醋和脂肪酸山梨坦的混合表面活性剂。
[0043] 本实施例中，增稠剂为簇甲基纤维素。
[0044] 本实施例中，粘结剂为电池级下苯橡胶乳液。
[0045] 本实施例之裡离子电池用坡缕石涂覆隔膜的制备方法，包括W下步骤：
[0046] (1)浆料制备：按上述质量百分比向高速分散设备罐中加入溶剂，同时开动揽拌 机，然后向高速分散设备罐中加入表面活性剂，揽拌30分钟后，加入增稠剂，揽拌10分钟后， 加入粘结剂，揽拌60分钟后，加入分散剂，揽拌30分钟后，加入坡缕石，坡缕石的粒径为400- 500nm，揽拌240分钟后，加入消泡剂，揽拌30分钟，溫度控制在20-50°C，制备完成后储存备 用，储存溫度为20-40°C;
[0047] (2)涂覆:将步骤（1)制备好的浆料过滤，用涂布机将浆料涂覆在裡离子电池基础 隔膜的表面，基础隔膜为聚乙