CN114006130A - 一种高耐热补锂隔膜浆料、隔膜和锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐热补锂隔膜浆料，按照质量份数包括，水71.5‑84.9份、高硅氧玻璃纤维5‑10份、四硼酸锂5‑10份、胶黏剂5‑8份、分散剂0.1‑0.5份。应用上述高耐热补锂隔膜浆料制备的高耐热补锂隔膜，150℃/1h条件下的热收缩率为0.7％‑1.7％，耐热性能良好。且由其制备的锂电池，在循环200多周后，电池容量仍能保持97％以上，性能优秀。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜技术领域，特别是涉及一种高耐热补锂隔膜浆料、隔膜和锂电池。
背景技术
随着时代的发展，新能源电动汽车已经慢慢的成为人们生活的组成部分，而锂离子电池作为电动汽车的动力源其安全性以及续航能力等是科研重点，锂电池隔膜在其中扮演着重要的角色。
电动汽车的续航能力已经成为人们更多关注的焦点。要延长电动汽车的续航能力，一方面要提高锂电池的容量，另一方面要解决电动汽车在运行过程中锂电池发热引发的安全性问题。因此，急需寻求一种安全性能好且容量高的锂电池。
锂电池隔膜在锂电池中至关重要。常规的锂电池隔膜为PP或PE隔膜，对于电池容量提高能力以及耐热性能均比较一般，无法满足以上需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中常规锂电池隔膜不能满足实现安全性能好且容量高的锂电池的需求的技术缺陷，而提供一种高耐热补锂隔膜浆料。
本发明的另一方面，是提供上述高耐热补锂隔膜浆料涂覆形成的高耐热补锂隔膜。
本发明的另一方面，是提供上述高耐热补锂隔膜组装形成的锂电池。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种高耐热补锂隔膜浆料，按照质量份数包括，水71.5-84.9份、高硅氧玻璃纤维5-10份、四硼酸锂5-10份、胶黏剂5-8份、分散剂0.1-0.5份。所述胶黏剂为聚丙烯酸酯。所述分散剂为铵盐分散剂。
在上述技术方案中，按照质量份数包括，水76.5-79.8份、高硅氧玻璃纤维5-8份、四硼酸锂5-7份、胶黏剂5-6份、分散剂0.2-0.3份。
高耐热补锂隔膜浆料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将分散剂、水、四硼酸锂和高硅氧玻璃纤维搅拌共混得混合液；
步骤2：将所得混合溶液进行超声，超声频率为10-50KHZ；超声时间为3-5min；
步骤3：加入胶黏剂，超声分散得高耐热补锂隔膜浆料。
在上述技术方案中，步骤1中，搅拌共混自转转速为1500-3100r/min，搅拌共混公转转速为20-50r/min；搅拌共混时间为10-20min；
在上述技术方案中，步骤3中，采用行星搅拌设备进行超声分散，行星搅拌设备的自转转速为1000-3800r/min，公转转速为20-40r/min，超声波频率5-8kHz；超声分散时间为3-5min。
本发明的另一方面，一种高耐热补锂隔膜，包括基膜和上述高耐热补锂隔膜浆料涂覆在所述基膜一侧或两侧形成的涂层。涂布速度为30-50m/min；涂层厚度为2-5μm。
本发明的另一方面，一种锂电池，包括正极、负极、电解液和上述高耐热补锂隔膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本申请制备的高耐热补锂隔膜，150℃/1h条件下的热收缩率为0.7％-1.7％，耐热性能良好。
2.本申请制备的高耐热补锂隔膜制备的锂电池，在循环200多周后，电池容量仍能保持97％以上，性能优秀。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高耐热补锂隔膜浆料，按照质量份数包括，水79.8份、高硅氧玻璃纤维10份、四硼酸锂5份、胶黏剂5份、分散剂0.2份。
上述高耐热补锂隔膜浆料的制备方法，
首先，将分散剂、水、四硼酸锂和高硅氧玻璃纤维在行星搅拌设备(豪杰特30L型)中搅拌共混10min得混合液；其中，搅拌共混自转转速为3100r/min，搅拌共混公转转速为20r/min；
然后，将所得混合溶液使用昆山禾创KH2200型超声设备超声，超声时间为5min，超声频率为50KHZ；
最后，加入胶黏剂，在行星搅拌设备中超声分散5min得高耐热补锂隔膜浆料；其中，行星搅拌设备超声分散的自转转速为1000r/min，公转转速为40r/min，超声波频率5kHz。
将上述高耐热补锂隔膜浆料装入涂布机(东升1350型)，涂布在PE基膜的单面，涂布速度为30m/min，涂层厚度为5μm；涂布后的隔膜经牵引辊牵引进入烘干设备进行烘干得到高耐热补锂隔膜，烘干温度为50℃。烘干时间3min。
一种锂电池，包括正极、负极、电解液和上述高耐热补锂隔膜。其中正极材料为镍钴锰三元材料、负极材料为碳、电解液为六氟磷酸锂。
实施例2
一种高耐热补锂隔膜浆料，按照质量份数包括，水78.7份、高硅氧玻璃纤维8份、四硼酸锂7份、胶黏剂6份、分散剂0.3份。
上述高耐热补锂隔膜浆料的制备方法，
首先，将分散剂、水、四硼酸锂和高硅氧玻璃纤维在行星搅拌设备(豪杰特30L型)中搅拌共混15min得混合液；其中，搅拌共混自转转速为2000r/min，搅拌共混公转转速为30r/min；
然后，将所得混合溶液使用昆山禾创KH2200型超声设备超声，超声时间为5min，超声频率为30KHZ；
最后，加入胶黏剂，在行星搅拌设备中超声分散5min得高耐热补锂隔膜浆料；其中，行星搅拌设备超声分散的自转转速为2800r/min，公转转速为30r/min，超声波频率6kHz。
将上述高耐热补锂隔膜浆料装入涂布机(东升1350型)，涂布在厚度为12μm的PE基膜的单面，涂布速度为40m/min，涂层厚度为3μm；涂布后的隔膜经牵引辊牵引进入烘干设备进行烘干得到高耐热补锂隔膜，烘干温度为60℃。烘干时间2min。
一种锂电池，包括正极、负极、电解液和上述高耐热补锂隔膜。其中正极为镍钴锰三元材料、负极为碳、电解液为六氟磷酸锂。
实施例3
一种高耐热补锂隔膜浆料，按照质量份数包括，水76.5份、高硅氧玻璃纤维5份、四硼酸锂10份、胶黏剂8份、分散剂0.5份。
上述高耐热补锂隔膜浆料的制备方法，
首先，将分散剂、水、四硼酸锂和高硅氧玻璃纤维在行星搅拌设备(豪杰特30L型)中搅拌共混20min得混合液；其中，搅拌共混自转转速为1500r/min，搅拌共混公转转速为50r/min；
然后，将所得混合溶液使用昆山禾创KH2200型超声设备超声，超声时间为5min，超声频率为50KHZ；
最后，加入胶黏剂，在行星搅拌设备中超声分散5min得高耐热补锂隔膜浆料；其中，行星搅拌设备超声分散的自转转速为3800r/min，公转转速为20r/min，超声波频率8kHz。
将上述高耐热补锂隔膜浆料装入涂布机(东升1350型)，涂布在厚度为12μm的PE基膜的单面，涂布速度为50m/min，涂层厚度为2μm；涂布后的隔膜经牵引辊牵引进入烘干设备进行烘干得到高耐热补锂隔膜，烘干温度为70℃。烘干时间1min。
一种锂电池，包括正极、负极、电解液和上述高耐热补锂隔膜。其中正极材料为镍钴锰三元材料、负极材料为碳、电解液为六氟磷酸锂。
实施例1-3中制备的高耐热补锂隔膜的性能参数如下表所示：
从上表可以看出，本申请制备的高耐热补锂隔膜，150℃/1h条件下的热收缩率为0.7％-1.7％，耐热性能良好。
实施例1-3中制备的锂电池的容量保持实验数据如下表所示。
从上表可以看出，本申请制备的高耐热补锂隔膜制备的锂电池，在循环200多周后，电池容量仍能保持97％以上，性能优秀。
依照本发明内容进行工艺参数调整，均可制备本发明的高耐热补锂隔膜浆料，并表现出与实施例1基本一致的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：按照质量份数包括，水71.5-84.9份、高硅氧玻璃纤维5-10份、四硼酸锂5-10份、胶黏剂5-8份、分散剂0.1-0.5份。
2.如权利要求1所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：按照质量份数包括，水76.5-79.8份、高硅氧玻璃纤维5-8份、四硼酸锂5-7份、胶黏剂5-6份、分散剂0.2-0.3份。
3.如权利要求1所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：所述胶黏剂为聚丙烯酸酯。
4.如权利要求1所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：所述分散剂为铵盐分散剂。
5.如权利要求1-4任一项所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
步骤1：将分散剂、水、四硼酸锂和高硅氧玻璃纤维搅拌共混得混合液；
步骤2：将所得混合溶液进行超声，超声频率为10-50KHZ；超声时间为3-5min；
步骤3：加入胶黏剂，超声分散得高耐热补锂隔膜浆料。
6.如权利要求5所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：步骤1中，搅拌共混自转转速为1500-3100r/min，搅拌共混公转转速为20-50r/min；搅拌共混时间为10-20min。
7.如权利要求6所述的高耐热补锂隔膜浆料，其特征在于：步骤3中，采用行星搅拌设备进行超声分散，行星搅拌设备的自转转速为1000-3800r/min，公转转速为20-40r/min，超声波频率5-8kHz；超声分散时间为3-5min。
8.一种高耐热补锂隔膜，其特征在于，包括基膜和权利要求1所述的高耐热补锂隔膜浆料涂覆在所述基膜一侧或两侧形成的涂层。
9.如权利要求8所述的高耐热补锂隔膜，其特征在于，涂布速度为30-50m/min；涂层厚度为2-5μm。
10.一种锂电池，其特征在于，包括正极、负极、电解液和权利要求8所述的高耐热补锂隔膜。
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