一种隔膜用油性陶瓷浆料及其制备方法、隔膜技术

本发明专利技术公开了一种隔膜用油性陶瓷浆料及其制备方法、隔膜，该隔膜用油性陶瓷浆料，包括以下质量百分比的各组分：油系溶剂52～65％；陶瓷纤维32～45％；聚偏氟乙烯0.5～1.0％；稳定剂0.5～1.0％；及分散剂0.5～1.2％。本发明专利技术的优点是由于将陶瓷纤维和聚偏氟乙烯混合在一起制备隔膜用油性陶瓷浆料，形成一体化稳定浆料，实现一步法将陶瓷浆料涂布涂覆到隔膜上，不需要像传统工艺方法先涂布水性陶瓷涂层后涂覆油系胶层，涂布工艺简单，且隔膜用油性陶瓷浆料为油性浆料，含水量较低，有利于降低隔膜的水分含量，有利于改善锂离子电池的循环性能；且陶瓷纤维与聚偏氟乙烯的结合力较强，使隔膜用油性陶瓷浆料的稳定性较好。

An oily ceramic slurry for diaphragm, its preparation method and diaphragm

The invention discloses an oil-based ceramic slurry for diaphragm, its preparation method and diaphragm. The oil-based ceramic slurry for diaphragm includes the following components of mass percentage: oil solvent 52-65%; ceramic fiber 32-45%; polyvinylidene fluoride 0.5-1.0%; stabilizer 0.5-1.0%; and dispersant 0.5-1.2%. The advantages of the present invention are that ceramic fibers and polyvinylidene fluoride are mixed together to prepare oil-based ceramic slurry for diaphragm, forming an integrated and stable slurry, realizing one-step coating of ceramic slurry on diaphragm without coating water-borne ceramic coating first and then oil-based adhesive layer, and the coating process is simple, and the oil-based ceramic slurry for diaphragm is oil-based slurry. Low moisture content is beneficial to reduce the moisture content of the diaphragm and improve the cycle performance of lithium ion batteries, and the bonding strength between ceramic fibers and polyvinylidene fluoride is strong, which makes the oil-based ceramic slurry for diaphragm more stable.

【技术实现步骤摘要】
一种隔膜用油性陶瓷浆料及其制备方法、隔膜
本专利技术涉及锂离子电池用隔膜领域，特别是涉及一种隔膜用油性陶瓷浆料及其制备方法、隔膜。
技术介绍
隔膜作为锂离子电池的核心材料之一，不仅关系到锂离子电池的容量设计、内阻、自放电等电性能，而且是影响锂离子电池倍率性能、循环寿命及安全性能的决定性因素。随着国家新能源补贴政策的调整，新能源汽车要求具有更高的续航里程和使用年限。因此，对于未来的锂离子电池开发，必然需要综合提高锂离子电池的能量密度、循环寿命及安全性能，这就要求开发与之相匹配的更高性能的隔膜。对于传统行业中的油系涂覆隔膜，通常是在PE/PP基膜上先涂布一层水系陶瓷涂层，然后在陶瓷涂层上再涂覆油系胶层，此种工艺需经过两次涂布，效率较低，而且底层陶瓷涂层属水系，因此隔膜的水分含量还是较高，不利于锂电池循环性能的改善。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种隔膜用油性陶瓷浆料，以解决隔膜水分含量较高的技术问题。本专利技术的目的之二是提供一种隔膜用油性陶瓷浆料的制备方法。本专利技术的目的之三是提供一种隔膜技术方案：一种隔膜用油性陶瓷浆料，包括以下质量百分比的各组分：油性陶瓷浆料，形成一体化稳定浆料，实现一步法将陶瓷浆料涂布涂覆到隔膜上，不需要像传统工艺方法先涂布水性陶瓷涂层后涂覆油系胶层，涂布工艺简单，且隔膜用油性陶瓷浆料为油性浆料，含水量较低，有利于降低隔膜的水分含量，有利于改善锂离子电池的循环性能；且陶瓷纤维与聚偏氟乙烯的结合力较强，使隔膜用油性陶瓷浆料的稳定性较好。在其中一个实施例中，还包括0.1～1.0wt％的消泡剂。在其中一个实施例中，所述消泡剂为聚醚改性有机硅。在其中一个实施例中，所述油性溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮及乙醇中的至少一种。在其中一个实施例中，所述陶瓷纤维的直径为100～300nm，长度为1～2μm。在其中一个实施例中，所述陶瓷纤维的材质为氧化钛、二氧化硅或坡缕石。在其中一个实施例中，所述稳定剂为羟甲基纤维素钠或聚酰胺蜡；所述分散剂为聚丙烯酰胺或脂肪醇醚硫酸钠。一种隔膜用油性陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：1)按照配方量，将陶瓷纤维、稳定剂、聚偏氟乙烯混合，得到干粉，低速搅拌混料30～40min；2)向干粉内加入20～30wt％的油性溶剂，低速搅拌30～60min，得到混合溶液一，搅拌速率为20～30rpm/min；3)向混合溶液一中加入22～45wt％的油性溶剂及分散剂，高速分散2～4h，搅拌速率为1500～2000rpm/min，即可得到隔膜用油性陶瓷浆料。优选的，在步骤3)之后，还可以加入消泡剂，并进行高速分散，从而得到隔膜用油性陶瓷浆料。由于采用分批加入油性溶剂，分别通过低速搅拌、高速分散方式将油性溶剂与陶瓷纤维、稳定剂充分混合分散均匀，低速搅拌使陶瓷纤维发生充分捏合，有利于抑制纳米粉体的团聚，高速分散实现了隔膜用油性陶瓷浆料中的助剂分散均匀，使得到的隔膜用油性陶瓷浆料的各成分分散均匀，稳定性较好，可有效改善隔膜用油性陶瓷浆料在涂布过程中的涂层一致性。一种隔膜，包括基膜及隔膜用油性陶瓷层，基膜上涂覆有隔膜用油性陶瓷层，隔膜用油性陶瓷层的材质为上述隔膜用油性陶瓷浆料。在其中一个实施例中，所述隔膜用油性陶瓷层的厚度为4～6μm。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是：1)上述隔膜用油性陶瓷浆料，由于将陶瓷纤维和聚偏氟乙烯混合在一起制备隔膜用油性陶瓷浆料，形成一体化稳定浆料，实现一步法将陶瓷浆料涂布涂覆到隔膜上，不需要像传统工艺方法先涂布水性陶瓷涂层后涂覆油系胶层，涂布工艺简单，且隔膜用油性陶瓷浆料为油性浆料，含水量较低，有利于降低隔膜的水分含量，有利于改善锂离子电池的循环性能；且陶瓷纤维与聚偏氟乙烯的结合力较强，使隔膜用油性陶瓷浆料的稳定性较好。2)上述隔膜用油性陶瓷浆料的制备方法，由于采用分批加入油性溶剂，分别通过低速搅拌、高速分散方式将油性溶剂与陶瓷纤维、稳定剂充分混合分散均匀，低速搅拌使陶瓷纤维发生充分捏合，有利于抑制纳米粉体的团聚，高速分散实现了隔膜用油性陶瓷浆料中的助剂分散均匀，使得到的隔膜用油性陶瓷浆料的各成分分散均匀，稳定性较好，可有效改善隔膜用油性陶瓷浆料在涂布过程中的涂层一致性。3)上述隔膜，由于在基膜上涂覆有隔膜用油性陶瓷浆料，涂覆工艺简单，只需要一次涂布，且得到的隔膜耐热性能更佳。附图说明图1为实施例3得到的隔膜用油性陶瓷浆料层的扫描电镜图；图2为实施例1～5及对比例1得到的锂离子电池在25℃条件下循环次数-容量保持率的关系图；图3为实施例1～5及对比例1得到的锂离子电池在60℃条件下循环次数-容量保持率的关系图。具体实施方式实施例1一种隔膜用油性陶瓷浆料，包括以下质量的各组分：丙酮9.0Kg、聚丙烯酰胺0.2Kg、氧化钛纤维7.5Kg、聚偏氟乙烯0.1Kg、羟甲基纤维素钠0.1Kg、聚醚改性有机硅0.15Kg。一种隔膜用油性陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将7.5Kg氧化钛纤维、0.1Kg羟甲基纤维素钠、0.1Kg聚偏氟乙烯混合，得到干粉，搅拌混料30min。其中，氧化钛纤维的直径为100～150nm，长度为1μm。2)向干粉内加入3.0Kg丙酮，低速搅拌30min，得到混合溶液一，搅拌速率为25rpm/min。3)向混合溶液一中加入6.0Kg丙酮、0.2kg聚丙烯酰胺，高速分散2h，得到混合溶液二，搅拌速率为2000rpm/min。4)向混合溶液二中加入0.15Kg聚醚改性有机硅，高速分散30min，搅拌速率为1500rpm/min，即可得到隔膜用油性陶瓷浆料。其中，聚醚改性有机硅具体可以为佛山市南海大田化学有限公司的DT-650型号聚醚改性有机硅消泡剂。一种隔膜，包括基膜及涂覆在基膜上的隔膜用油性陶瓷层，隔膜用油性陶瓷层的材质为上述隔膜用油性陶瓷浆料。基膜为PE聚烯烃基膜，厚度为12μm；隔膜用油性陶瓷层的厚度为4μm。上述隔膜的制备过程为：将隔膜用油性陶瓷浆料涂覆在基膜上，并在分段加热温度下进行烘干，得到隔膜，分段加热温度依次为：60℃、90℃、85℃、70℃，每个加热温度加热时间分别为15s。由于采用分段式加热方式，可以避免水分的二次引入，更加有效地降低隔膜的水分含量，有益于改善锂离子电池的循环性能。实施例2一种隔膜用油性陶瓷浆料，包括以下质量的各组分：乙醇12.0Kg、聚丙烯酰胺0.1Kg、二氧化硅纤维7.5Kg、聚偏氟乙烯0.1Kg、聚酰胺蜡0.15Kg、聚醚改性有机硅0.15Kg。一种隔膜用油性陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：1)将7.5Kg二氧化硅纤维、0.15Kg聚酰胺蜡、0.1Kg聚偏氟乙烯(分子量为80～100万)混合，得到干粉，搅拌混料35min。其中，二氧化硅纤维的直径为150～200nm，长度为1.5μm。2)向干粉内加入4.0Kg乙醇，低速搅拌30min，得到混合溶液一，搅拌速率为25rpm/min。3)向混合溶液一中加入8.0Kg乙醇及0.1Kg聚丙烯酰胺，高速分散2h，得到混合溶液二，搅拌速率为1800rpm/min。4)向混合溶液二中加入0.15Kg聚醚改性有机硅，高速分散30min，搅拌速率为1500rpm/min，即可得到隔膜用油性陶瓷浆料。其中，聚醚改性有机硅具体可以为佛山市南海大田本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分：

【技术特征摘要】
1.一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分：2.根据权利要求1所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，还包括0.5～1.0wt％的消泡剂。3.根据权利要求2所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅。4.根据权利要求1所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，所述油性溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮及乙醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷纤维的直径为100～300nm，长度为1～2μm。6.根据权利要求5所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷纤维的材质为氧化钛、二氧化硅或坡缕石。7.根据权利要求1所述的一种隔膜用油性陶瓷浆料，其特征在于，所述稳定剂为羟甲基纤维素钠或聚酰胺蜡；所述分散剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周忠年，张琦，王永明，李清宁，陈程，
申请(专利权)人：上海力信能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31