PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜及其制备方法

摘要

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种PVDF‑CDA锂电复合涂覆隔膜及其制备方法，包括：基膜和涂覆在基膜的一侧或两侧的油性涂层；所述油性涂层包括PVDF和CDA，其中部分PVDF填充到CDA的孔隙中将CDA的纤维结构撑开使CDA的孔隙增大形成分层互通的网络通道，以作为Li

说明书

技术领域

本发明属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜及其制备方法。

背景技术

近年来，汽车工业发展迅猛，但也带来环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响，所以各国都在积极发展电动汽车。其中，锂离子电池是电动汽车的主要动力来源，同时，锂离子电池也广泛应用在3C、储能等领域。锂电隔膜是锂离子电池的核心材料之一，起到分隔正负极防止短路，提供锂离子通道的作用。隔膜在锂离子电池性能中起着至关重要的作用，电池的容量、循环性能、安全性能等均与隔膜的性能息息相关。传统的隔膜材料为聚烯烃隔膜，随着汽车行业的快速发展，对锂离子动力电池的安全性能提出了更高的要求。但是，市场上现有的聚烯烃隔膜存在着粘结性差与电解液亲和性差的问题。为了改善聚烯烃隔膜粘结性差的问题，目前主要是在聚烯烃隔膜表面涂覆PVDF涂层，但是随着锂离子电池的发展，对隔膜性能提出了更高的要求，单纯的PVDF涂层已达不到相应的要求。

发明内容

本发明提供了一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜，包括：基膜和涂覆在基膜的一侧或两侧的油性涂层；所述油性涂层包括PVDF和 CDA，其中部分PVDF填充到CDA的孔隙中将CDA的纤维结构撑开使CDA的孔隙增大形成分层互通的网络通道，以作为Li

又一方面，本发明还提供了一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，制备油性浆料；步骤S2，将油性浆料涂覆在基膜的一侧或两侧，形成油性涂层，经过40-70℃的烘干后，得到PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜。

本发明的有益效果是，本发明的PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜及其制备方法具备如下优点：

1、PVDF与CDA混合涂覆，两者形成分层互通的网络通道，促进Li+的渗透和电解液的扩散，提高电解液的吸收率；

2、合适比例的PVDF填充到CDA的微孔中，使CDA孔隙增大，不影响Li+ 的穿过；

3、适当的多孔结构有利于提高电解液的浸润性以及保液能力。

4、由于CDA有较高的玻璃化转变温度和低结晶，高玻璃化转变温度有利于抑制隔膜高温下的收缩问题，低结晶有利于Li+的穿梭。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜，包括：基膜和涂覆在基膜的一侧或两侧的油性涂层；所述油性涂层包括PVDF和CDA，其中部分PVDF填充到CDA的孔隙中将CDA的纤维结构撑开使CDA的孔隙增大形成分层互通的网络通道，以作为Li

在本实施例中，具体的，所述CDA为二乙酸纤维素，作为一个改性的纤维素，CDA具有高的玻璃化转变温度，有利于提高隔膜的耐热收缩性能。单纯涂覆 CDA，CDA会紧密堆积在一起，会堵住基膜的孔隙，影响隔膜的透气性能，同时还会影响Li

本发明还提供了一种PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，制备油性浆料；步骤S2，将油性浆料涂覆在基膜的一侧或两侧，形成油性涂层，经过40-70℃的烘干后，得到PVDF-CDA锂电复合涂覆隔膜。

在本实施例中，具体的，所述步骤S1中油性浆料的制备方法包括：将PVDF 和CDA分别溶解于有机溶剂中，将两者的混合液混合得到溶解液；在溶解液中依次加入粘结剂和分散剂，搅拌均匀后球磨0.5-2h得到均匀的油性浆料。

在本实施例中，具体的，所述CDA与有机溶剂的质量比为1：40-80，PVDF 与有机溶剂的质量比为1：30-80，CDA与PVDF放入质量比为1：1-2；所述溶解液与粘结剂、分散剂的质量比为50：1-1.5：0.5-2。

在本实施例中，可选的，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或多种。

在本实施例中，可选的，所述粘结剂为聚酰亚胺、丁苯橡胶、PVDF均聚物、丙酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。

在本实施例中，可选的，所述分散剂为聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚磷酸酯类、羧酸胺盐类中的一种或多种。

在本实施例中，可选的，所述基膜为PE、PP、PE/PP中的任一种。

在本实施例中，可选的，所述步骤S2中涂覆的涂布方式包括：浸涂、微凹版涂覆、喷涂、点涂中的任一种。

实施例1：

称取500gCDA溶于20kg丙酮溶液中，称取500gPVDF溶解于25kg丙酮溶液中，将两者混合搅拌0.5h。加入1kg丙烯酸酯共聚物类粘结剂，搅拌1h，加入 500g羧酸铵盐类分散剂，搅拌0.5h，得到油性浆料。

选取9mmPE基膜，采用浸涂的方法进行涂布，然后60℃烘干得到PVDF-CDA 涂覆隔膜。

在本实施例1中，PVDF填充并撑开CDA之间的孔隙，为Li

对比例1：

称取1kgCDA溶于45kg丙酮溶液中，搅拌溶解。加入1kg丙烯酸酯共聚物类粘结剂，搅拌1h，加入500g羧酸铵盐类分散剂，搅拌0.5h，得到油性浆料。

选取9mmPE基膜，采用浸涂的方法进行涂布，然后60℃烘干得到CDA涂覆隔膜。

在本对比例1中，在只有CDA的环境下，CDA这一纤维会自发的进行堆积，为Li

对比例2：

称取1kgPVDF溶于45kg丙酮溶液中，搅拌溶解。加入1kg丙烯酸酯共聚物类粘结剂，搅拌1h，加入500g羧酸铵盐类分散剂，搅拌0.5h，得到油性浆料。

选取9mmPE基膜，采用浸涂的方法进行涂布，然后60℃烘干得到PVDF涂覆隔膜。

在本对比例2中，在只有PVDF的环境下，PVDF之间结构稳定但其与电解液的亲和性并不高，因此吸液能力不高。

将实施例1与对比例1、2制备的隔膜进行一系列性能检测，所得数据如下表所示：

由实施例1与对比例1和2数据对比可知，当油性浆料中同时含有PVDF和CDA时，所得的涂覆膜厚度增加，但因PVDF会填充在CDA的孔隙中，利用这部分PVDF将纤维状的CDA孔隙支撑开，形成分层互通的网络通道，伴随着孔隙率的提供，复合涂层的吸液率同样得到提升，获得了更好的吸液效果，进一步促进了Li

由实施例1与对比例1和2数据对比可知，当油性浆料中同时含有PVDF和 CDA时，PVDF本身具有较好的热压剥离强度，而CDA的热压剥离强度并不高，但是在PVDF-CDA复合涂层中，两者结合获得了更好的热压剥离强度，提高了隔膜的稳定性。

综上所述，本发明将PVDF与CDA混合涂覆，两者形成分层互通的网络通道，促进Li

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。