[发明专利]一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜，包括基膜和涂覆层，基膜为聚烯烃隔膜，涂覆层包括以下重量百分比的组分：中空多孔PVDF纳米管8％‑16％；分散剂0.5％‑1.5％；增稠剂3％‑9％；粘结剂2％‑7％；润湿剂0.1％‑0.4％；消泡剂0.1％‑0.2％；余量为超纯水。本发明还公开了一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜的制备方法。本发明相较于现有技术，制备的复合隔膜具有优异的热收缩性能、极片粘结性能以及电解液润湿性能，同时还具有优异的透气性能以及防脱粉能力。

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池作为新型的二次电池，具有高能量密度、循环寿命长等优点，其应用范围不断扩展，被大量应用于便携式电子装置、储能和动力汽车中，尤其随着新能源行业的快速发展，锂电池被越来越多的应用到动力汽车中。隔膜作为锂电池的重要组成部分，可以有效防止正、负极接触发生短路，对锂电池的安全性具有非常重要的影响，因此，锂电池性能的提升及安全性要求对隔膜的性能有着更高的要求。

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也存在一些缺点：

①聚烯烃材料熔点很低，在电池存在热失控时隔膜容易发生破膜而导致热失控更加严重，从而导致电池燃烧甚至爆炸；

②对极片粘结性能差和亲电解液性能不足，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。

针对聚烯烃隔膜耐热性能差的问题，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆耐高温的陶瓷涂层，可以延迟隔膜闭孔至150℃，但是150℃的闭孔温度不能完全避免锂电池在高温下短路及其引发的自燃。因此，需要进一步提高隔膜的耐热性能，减少隔膜的破膜风险从而提高电池的安全性。

而针对聚烯烃隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性差的问题，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆水系PVDF胶层，这种涂胶层可以有效改善隔膜的粘结性，同时与电解液有良好的浸润性。但现有水系PVDF涂胶技术中存在较多问题：

①在前期涂覆及后期电芯制作过程中PVDF涂胶层脱粉问题，脱粉不仅会造成污染，会给生产人员造成健康伤害，同时会大大降低隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性；

②PVDF涂胶层的引入，由于PVDF颗粒堵孔等因素，大大降低了隔离膜的透气性能，不利于充放电过程中锂离子的快速传输，进而影响电池性能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜及其制备方法，制备的复合隔膜具有优异的热收缩性能、极片粘结性能以及电解液润湿性能，同时还具有优异的透气性能以及防脱粉能力。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种高耐热、防脱粉和高透气的PVDF涂胶隔膜，包括基膜和涂覆层，基膜为聚烯烃隔膜，涂覆层包括以下重量百分比的组分：

中空多孔PVDF纳米管8％-16％；

分散剂0.5％-1.5％；

增稠剂3％-9％；

粘结剂2％-7％；

润湿剂0.1％-0.4％；

消泡剂0.1％-0.2％；

余量为超纯水。

作为上述技术方案的进一步描述：

分散剂为脂肪族酰胺类。

作为上述技术方案的进一步描述：