[发明专利]一种强粘结性隔膜浆料及其制备方法、隔膜和锂电池

说明书

本发明公开了一种强粘结性隔膜浆料、隔膜及其制备方法和应用。所述强粘结性隔膜浆料包括以下重量份的组分：丁苯橡胶微球颗粒乳液2‑10份，勃姆石粉20‑45份，增稠剂5‑15份，粘结剂2‑15份，水40‑80份，分散剂0.1‑0.2份；其中，所述丁苯橡胶微球颗粒乳液中，丁苯橡胶微球颗粒的平均粒径为1‑10μm，优选为3‑5μm；所述勃姆石粉的平均粒径为1‑2μm。由于丁苯橡胶微球颗粒比勃姆石粉的颗粒要大，当两种材料混合在一起进行涂覆时，勃姆石粉会沉积在丁苯橡胶微球颗粒四周，形成嵌入式的凸点结构，使每一个丁苯橡胶微球颗粒在粘接过程中均能提供有效的粘接力，大大提高了隔膜与极片之间的粘结力。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，特别是涉及一种强粘结性隔膜浆料及其制备方法、隔膜和锂电池。

背景技术

随着电池能量密度需求越来越高，高镍、硅碳等新兴材料添加量越来越高，这些材料提供高容量的同时，在充放电的过程中有显著循环缩胀，导致电极-隔膜-电极组成的极組体系在蠕动中发生扭曲变形乃至形成缝隙，轻则影响电池的外形导致电池包鼓胀，重则导致负极表面析锂，电池出现內短、自放电、自然、爆炸等安全隐患。

目前的主流解决方案是将隔膜进行表面改性，使之具备粘接性，使得电极-隔膜-电极体系间形成粘接层，固化界面。常用的粘接材料有PVDF-HFP、PMMA、PAN等。使用的工艺路线有油系(聚合物溶解在有机溶剂中，将溶液进行涂布，对聚烯烃基膜进行表面改性)和水系(聚合物分散在水中，形成该聚合物的悬浮液，将悬浮液进行涂布，对聚烯烃基膜进行表面改性)两个的分类。

油系路线隔膜与电极的粘接效果较好，但是溶剂的成本及环境控制成本较高。

水系路线最常用的是PVDF-HFP(PVDF与HFP的共聚物)，其分散体系是水，无废气废液产生，成本低，环保亲合性好。但是普通PVDF颗粒粒径只有300nm左右，在和勃姆石混合时，要远远小于粒径约为2μm的勃姆石材料，且PVDF颗粒是憎水有机物，在浆料当中沉降速度比勃姆石材料快，涂覆时，大部分的PVDF颗粒是在勃姆石材料下方，导致隔膜再和极片粘接时，表面能够提供粘接力的PVDF颗粒很少，从而造成粘接力不足，无法有效粘覆。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中水系浆料中普通PVDF颗粒粘结力不足的技术缺陷，而提供一种强粘结性隔膜浆料，其中的丁苯橡胶微球颗粒乳液供了超强粘接效果，同时丁苯橡胶微球颗粒乳液粒径大于勃姆石粉的粒径。

本发明的另一方面，是提供一种强粘结性隔膜浆料的制备方法，采用超声分散技术取代了传统的砂磨分散技术，超声分散能在分子层面进行分散，强度高，且空化现象能充分消除泡沫，使浆料更利于后续加工。

本发明的另一方面，是提供一种强粘结性隔膜浆料隔膜，与极片之间具备足够的粘接力，在其应用于锂电池时，改善了电池制作时的隔膜错层问题，提高了电池整体硬度。

本发明的另一方面，是提供一种锂电池，电池错位率低，电池容量也较高。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种强粘结性水系有机浆料，包括以下重量份的组分：丁苯橡胶微球颗粒乳液2-10份，勃姆石粉20-45份，增稠剂5-15份，粘结剂2-15份，水40-80份，分散剂0.1-0.2份；

其中，所述丁苯橡胶微球颗粒乳液中，丁苯橡胶微球颗粒的平均粒径为1-10μm；

所述勃姆石粉的平均粒径为1-2μm。

在上述强粘结性水系有机浆料中，丁苯橡胶微球颗粒乳液供了超强粘接效果。勃姆石粉在能提供较强的热收缩抵抗性能，又能保持较低的水分含量。