一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法与流程

1.本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法。


背景技术：

2.2022年6月8日欧洲议会在法国斯特拉斯堡通过了一项欧盟委员会提案，从2035年开始在欧盟境内停止销售新的燃油车，该禁售令包括混合动力汽车。这一政策的出台对于新能源汽车的发展注入了一剂强心针，也为锂离子电池的快速发展提出了更高的要求。作为新能源电动汽车的动力来源，锂离子电池成本已经占到新能源汽车的40％-60％，也是制约电动汽车发展的重要因素。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等几部分组成。隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，在锂离子电池中起到了重要的作用：1、隔离正、负极避免正负极直接接触造成的断路；2、隔膜中适当的孔径分布确保电解质液中的锂离子可以自由通过。
3.近年来锂离子电池隔膜的研究热点主要分为两个方向：一是技术上的创新，例如通过改进传统生产工艺制备出微孔聚烯烃隔膜，二是进行新材料上的研发比如聚合物/无机复合材料和凝胶聚合物电解质膜。经过不断的改良与实际应用，聚烯烃微孔膜已成为目前综合性能最好的锂离子电池隔膜。所以研究者们主要集中在对聚烯烃隔膜的改性研究。
4.现有专利(公开号：cn109216630a)公开了一种聚四氟乙烯乳液中混入无机粘接剂和无机填充物的方法，来提升电解液吸收率以及增强耐高温性能和的力学稳定性。
5.但是这些无机绝缘层的引入不可避免地增加了隔膜和电极之间的界面阻抗，同时降低了电池的能量密度，同时作为在石墨负极中使用的水系粘结剂，在电解液的长时间浸泡以及锂离子在石墨层间不断嵌入脱出引起的体积变化的共同作用下，致使石墨电极极易从集流体上剥离，形成石墨死区，造成电池容量的衰减。为了解决这个问题，我们提出在隔膜靠近正极一侧均匀涂布导电剂和粘结剂的复合层，降低负极和隔膜之间的界面阻抗，提升负极材料颗粒之间以及和集流体的结合力，可以有效提升电池的倍率性能以及循环稳定性。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，解决了背景技术中所提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，包括如下方法步骤：
8.步骤一：粘结剂的水性分散液制备：取适量去离子水，加入水性粘结剂粉末，然后高速搅拌得到粘结剂的水性分散液，其中粘结剂和溶剂的质量比为：0.02-0.05：0.98-0.95；
9.步骤二：制备炭黑导电剂、粘结剂的水性分散液：取适量等份的两种粘结剂的水性
0.88；步骤三：将分散液均匀涂布在聚烯烃隔膜上,在干燥箱中充分干燥后收卷即可。
30.实施例一
31.(1)取24.5g去离子水，加入0.5g羧甲基纤维素钠粉末，然后在600r/min的转速下搅拌3h，即得羧甲基纤维素钠的水性分散液；
32.(2)取24.5g去离子水，加入0.5g丁苯橡胶粉末，然后在600r/mi n的转速下搅拌3h，即得丁苯橡胶的水性分散液；
33.(3)取2g羧甲基纤维素钠的水性分散液和2g丁苯橡胶的水性分散液，加入0.5g乙炔炭黑，再加入3g去离子水，然后在600r/mi n的转速下搅拌3h，即得炭黑导电剂、粘结剂的水性分散液；
34.(4)使用100μm的刮刀将上述分散液均匀涂布在聚丙烯隔膜上,然后在40摄氏度的干燥箱中干燥5h，收集备用。
35.实施例二
36.(1)取24g去离子水，加入1g羧甲基纤维素钠粉末，然后在600r/mi n的转速下搅拌3h，即得羧甲基纤维素钠的水性分散液；
37.(2)取24g去离子水，加入1g丁苯橡胶粉末，然后在600r/mi n的转速下搅拌3h，即得丁苯橡胶的水性分散液；
38.(3)取1.5g羧甲基纤维素钠的水性分散液和1.5g丁苯橡胶的水性分散液，加入0.5g乙炔炭黑，再加入3g去离子水，然后在600r/mi n的转速下搅拌3h，即得炭黑导电剂、粘结剂的水性分散液；
39.(4)使用150μm的刮刀将上述分散液均匀涂布在聚乙烯隔膜上,然后在60摄氏度的干燥箱中干燥3h，收集备用。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：包括如下方法步骤：步骤一：粘结剂的水性分散液制备：取适量去离子水，加入水性粘结剂粉末，然后高速搅拌得到粘结剂的水性分散液，其中粘结剂和溶剂的质量比为：0.02-0.05：0.98-0.95；步骤二：制备炭黑导电剂、粘结剂的水性分散液：取适量等份的两种粘结剂的水性分散液，加入炭黑导电剂，再加入去离子水，然后高速搅拌得到炭黑导电剂、粘结剂的水性分散液，其中导电剂、粘结剂和去离子水的质量比为：0.04-0.1：0.01-0.02：0.95-0.88；步骤三：将分散液均匀涂布在聚烯烃隔膜上,在干燥箱中充分干燥后收卷即可。2.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤一中水性粘结剂分别选自羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶。3.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二中所述高速搅拌的速度为100-800r/min，搅拌时间为0.5-12h。4.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤二中所述炭黑导电剂选自super p、乙炔炭黑、ensacotm和科琴黑中的一种。5.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤三中所述涂布厚度为涂布厚度为50-500μm。6.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤三中所述充分干燥温度为40-80摄氏度，干燥时间为5h-30min。7.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，其特征在于：所述步骤三中所述聚烯烃隔膜为聚乙烯和聚丙烯中的一种或者两种复合隔膜。

技术总结
本发明涉及电池隔膜技术领域，公开了一种新型锂离子电池复合隔膜的制作方法，锂离子电池复合隔膜制作方法是指利用炭黑导电剂和两种水性粘结剂在水溶液中机械混合，制得导电剂、粘结剂的均匀水性分散液，以聚烯烃隔膜为基底，将分散液均匀涂布在隔膜上，充分干燥后收卷即可。本发明在隔膜的靠近负极一侧均匀涂布炭黑导电剂和粘结剂的复合层，该制备方法、工艺过程简单，便于大规模实施，导电剂、粘结剂在隔膜负极侧的引入，具有降低负极和隔膜之间的界面阻抗，提升负极材料颗粒之间以及和集流体的结合力等优点，可以有效提升电池的倍率性能以及循环稳定性。能以及循环稳定性。能以及循环稳定性。


技术研发人员：王红兵 付凯 边光裕 张勇 杨招 王昌辉
受保护的技术使用者：河南惠强新能源材料科技股份有限公司 襄阳惠强新能源材料科技有限公司 合肥惠强新能源材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/7