[发明专利]一种高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜及其制备方法。该PVDF涂胶隔膜包括基膜和PVDF涂层；其中基膜为聚烯烃隔膜；PVDF涂层包括：5％～10％PVDF粉末，质量百分数相对于PVDF粉末0.1％～0.3％的流平剂、3％～7％聚乙烯吡咯烷酮PVP和90％～95％N,N‑二甲基乙酰胺DMAc。其制备方法是将PVDF粉末分别加入到一定量DMAc、PVP及流平剂中，以400～600rpm的转速搅拌一定时间，将过滤得到PVDF浆料用辊涂方式均匀涂布于聚烯烃隔膜上，经水洗、干燥后收卷备用。本发明PVDF涂胶隔膜，不易脱粉，孔隙均匀，透气性好，锂离子通过率高，有助于锂电池实现大功率充放电。

技术领域

本发明属于新能源材料及其制备技术领域，具体涉及一种高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜及其制备方法。

背景技术

当前，信息时代加速各类消费电子产品的更新换代，各类电子产品为了迎合消费者，都越来越轻薄化，因此对电子产品的电池也提出了高体积密度、高电压、高倍率、轻薄化的要求，也对电池容量、循环寿命、安全性能等提出了更高要求。

电池所用隔膜作为影响电池性能的四大关键材料之一，其位于正极和负极之间，主要作用是隔开正、负极，避免电池内短路，同时提供锂离子通道。为满足市场对高性能电池的需求，也需要能同时满足使用要求的电池隔膜，而涂覆材料的选择直接影响电池隔膜的稳定性和机械强度。

聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜存在对极片粘接性能差和亲电解液性能不足等问题，从而使得电池出现循环性能差、热稳定性能低、极片与隔膜界面不稳定、电池硬度差、不利于加工与运输等一系列问题，这大大限制了电池能量密度的提高以及高性能超薄电池的发展。

为了改善聚烯烃隔膜对极片的粘接性和电解液浸润性，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜上涂覆PVDF(聚偏氟乙烯Poly Vinylidene Fluoride)涂层，由于油性涂覆PVDF的分子链段呈舒展状态，相比较水性涂覆中的蜷缩状态，其更容易做薄，且具有更高的剥离强度，这种涂胶层可以有效改善隔膜的粘接性，同时与电解液有良好的浸润性，可以大大改善电池性能，因而油性涂覆在数码和高端动力电池领域的应用越来越多。

但是现有技术中油系PVDF涂胶隔膜缺点主要有两方面：(1)将PVDF浆料涂布于基膜上，进行水洗时，体系发生相分离的速度过快，DMAc(N,N-二甲基乙酰胺)快速扩散至水中，导致涂层上的孔径较小，从而导致其透气性变差；(2)体系在基膜上快速发生相分离，自身形成的涂层类似于一张膜，比表面积较小，无法很好地附着在基膜上，故其剥离强度较小。因此，研制出高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜成为解决这一难题的有效途径之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题时针对目前电池隔膜油性PVDF涂布后，隔膜的透气性差，涂层的剥离强度低等问题，提供一种高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜及其制备方法，该方法得到的PVDF涂胶隔膜，具有较好的透气性，同时与基膜之间的附着力较高，不易脱落。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明所述PVDF涂胶隔膜包括基膜和PVDF涂层；其中基膜为聚烯烃隔膜；PVDF涂层包括PVDF粉末5％～10％、质量百分数相对于PVDF粉末0.1％～0.3％的流平剂、3％～7％的聚乙烯吡咯烷酮PVP和90％～95％的N,N-二甲基乙酰胺DMAc。

作为对本发明的限定，本发明所述的流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液。

本发明所述的一种高透气、高剥离强度PVDF涂胶隔膜的制备方法具体是按照以下步骤进行的：

(1)PVDF浆料的配制：