一种基于PVDF同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法与流程

一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法。


背景技术：

2.锂电池作为新型的二次电池，能量密度高、循环寿命长，应用范围越来越广，可以被广泛地应用于储能、便携式电子装置、动力汽车中。隔膜作为锂电池的重要组成部分之一，可以有效地防止正、负极接触发生短路，提高锂电池的安全性能，因此，锂电池性能的提升及安全性的提升越来越重要。
3.聚烯烃隔膜是目前使用最为广泛的锂电池隔膜之一，但是，市场上现有的聚烯烃隔膜也存在一些缺点：
①
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；
②
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。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；而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。因此，研制出高阻燃、高粘结以及高电解液浸润性的锂离子电池隔膜便成为行业内共同追求的目标。
4.为了解决上述问题，提高锂离子电池隔膜的电解液浸润性、阻燃性、极片粘结性能、热收缩性能，本发明提供了一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，所述电池隔膜包括基膜和涂覆层，所述涂覆层设置在基膜的任意一侧；所述涂覆层包括以下成分：pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料、分散剂、增稠剂、粘结剂、润湿剂、消泡剂、超纯水。
8.较为优化地，所述分散剂为脂肪族酰胺类，增稠剂为羟甲基纤维素钠类，粘结剂为聚丙烯酸类、润湿剂为烷基硫酸盐类、消泡剂为聚醚型消泡剂。
9.较为优化地，所述基膜为聚烯烃隔膜。
10.较为优化地，所述涂覆层包括以下成分，按照百分比计：0.6％-1.9％的分散剂，20％-40％的pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料、5％-15％的增稠剂、1％-5％的粘结
剂、0.1％-0.6％的润湿剂、0.05％-0.25％的份消泡剂，余量为超纯水。
11.较为优化地，所述电池隔膜的制备方法为，包括以下步骤：
12.步骤一：取分散剂、pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，加入至超纯水中，搅拌均匀，加入增稠剂、粘结剂、润湿剂、消泡剂，搅拌，过滤，得到同轴纳米管涂覆浆料；
13.步骤二：将同轴纳米管涂覆浆料涂布于聚烯烃隔膜的任意一侧上，烘烤、收卷，得到一基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜。
14.较为优化地，所述pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的制备方法为：将聚偏氟乙烯加入到n，n-二甲基甲酰胺中，得到混合液，密封，加热至70-72℃，搅拌均匀，得到pvdf溶液；将pvdf溶液加入到mg(oh)2纳米管分散液中，搅拌均匀，得到混合液；将混合液离心、洗涤、干燥，得到pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料。
15.较为优化地，所述mg(oh)2纳米管分散液的制备方法为：将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，加入亲水处理后的二氧化硅纳米线，搅拌均匀，升温至70-72℃，加入氨水，控制反应终点ph值至8-10，过滤沉淀物，洗涤，干燥，得到粉末，加入到氢氧化钠溶液中，保持4-5h，过滤、洗涤、干燥，得到mg(oh)2纳米管；将mg(oh)2纳米管加入到超纯水中，搅拌均匀，得到mg(oh)2纳米管分散液。
16.较为优化地，所述亲水处理后的二氧化硅纳米线的制备方法为：将kh-550硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，搅拌均匀，加入二氧化硅粉体，超声处理，在58-62℃下干燥，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。
17.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
18.(1)本发明提供了一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法，引入pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，大幅提升了隔膜的机械强度以及热收缩性能。另外，多孔pvdf与具有阻燃性能的mg(oh)2纳米管二者可以协同作用，进一步提高隔膜的机械性能以及热收缩性能。
19.(2)本发明提供的基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，修饰材料整体上呈现中空多孔结构，大幅度增加了材料的比表面积，极大增强了隔膜的吸液保液能力。
20.(3)传统pvdf涂覆浆料中pvdf颗粒易团聚且与基膜的接触面积较小，因此表面附着的pvdf极易脱落从而大大降低隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性，进而影响电池性能；本发明提供的基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，将pvdf颗粒溶解后再包覆于mg(oh)2纳米管上，pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料与基膜有着较大的接触面积，因此显著改善了pvdf脱粉问题，另一方面，得益于复合材料较大的比表面积，pvdf可以暴露出更多的活性位点，这大幅提升了隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性。
21.(4)mg(oh)2的结晶水受热分解吸热会形成炭化层，因此mg(oh)2还具有良好的阻燃作用。当温度升高到分解温度，mg(oh)2分解释放水蒸气，吸收潜热，冲淡了燃烧物表面附近氧气和可燃气体的浓度，使表面燃烧难以进行；而表面形成的炭化层阻止氧气和热量的进入，同时其分解生成的氧化镁还是良好的耐火材料，具有良好的耐高温和导热性能，可提高材料抵抗明火的能力；本发明提供的基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，其中将起阻燃作用的活性材料mg(oh)2制备成中空纳米管结构，大大增强了阻燃活性位点的暴露，相较于传统mg(oh)2颗粒，其可以发挥更好的阻燃作用，提升了隔膜的阻燃性能。
22.本发明制备的复合隔膜具有优异的阻燃性能、极片粘结性能、电解液润湿性能以
及热收缩性能，同时具有较高的机械强度。
具体实施方式
23.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明使用的分散剂为脂肪族酰胺分散剂：乙烯基双硬脂酰胺110-30-5，由武汉吉鑫益邦生物科技有限公司提供。
25.增稠剂为羟甲基纤维素钠，由合肥宏睿生物科技有限公司提供。
26.粘结剂为聚丙烯酸：eterso 1730，由长兴材料提供。
27.消泡剂为聚醚型消泡剂：df-999，由克拉玛尔提供。
28.润湿剂为十二烷基硫酸钠：y0000620，由西格玛奥德里奇提供。
29.聚偏氟乙烯型号为lbg-8200，由阿科玛提供。
30.硫酸镁粉体的粒径d50＝0.1-1mm。
31.二氧化硅纳米线的直径为20-40nm，长度为10-20μm。
32.聚烯烃隔膜由本公司自制，制备方法参考专利cn202010339196.2，所述聚烯烃为聚乙烯，厚度为9μm。
33.实施例1：
34.s1：pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的制备：
35.步骤一：
36.将2ml的kh-550硅烷偶联剂加入到250ml的无水乙醇中，磁力搅拌35min，加入0.7g二氧化硅纳米线粉体，超声处理60min，在60℃下干燥23h，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。
37.将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，制得250ml浓度为1.91mol/l的硫酸镁溶液，随后在不断搅拌的条件下将1.6965g的亲水处理后的二氧化硅纳米线加入到硫酸镁溶液中，磁力搅拌80分钟，然后进行超声分散4.5h，使得二氧化硅纳米线均匀分散于硫酸镁溶液中；将溶液升温到70℃后，以38ml/min的流量加入2mol/l的氨水，控制反应终点ph值至9，过滤沉淀物，并将沉淀物用超纯水充分洗涤，最后将获得的沉淀物置于80℃的真空干燥箱中干燥16h，控制真空干燥的真空度为0.08mpa，真空干燥结束后将获得的粉末加入到5.0mol/l的氢氧化钠溶液中并保持4小时，然后过滤、洗涤，在80℃下干燥12小时，得到mg(oh)2纳米管。
38.步骤二：在460rpm转速下，将2.59g的上述制得的mg(oh)2纳米管加入到286ml的超纯水中，继续在420rpm转速下磁力搅拌115分钟，然后在30khz、300w超声功率下超声处理8小时，得到mg(oh)2纳米管分散液；
39.将1.04g聚偏氟乙烯(pvdf)缓慢加入到13.37gn，n-二甲基甲酰胺中，对混合液进行密封处理，随后将其置于水浴锅中加热到70℃，然在370rpm转速下搅拌6h，得到pvdf溶液，在不断搅拌的条件下将制得的pvdf溶液以1.4ml/min的流量加入到上述分散均匀的mg(oh)2纳米管分散液中，并在330rpm转速下搅拌2h，然后在35khz、380w超声功率下处理11h，得到混合液；将混合液在8000rpm的转速下离心20分钟，离心所得的沉淀物充分洗涤，在
0.08mpa真空度，60℃下真空干燥16h，即得到pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料。
40.s2：同轴纳米管涂覆浆料的制备：
41.将1.15wt％的分散剂，20wt％的上述制备的pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，在64.3wt％超纯水中预混45min，转速为450rpm；加入9.5wt％的增稠剂继续搅拌50min，转速为650rpm；加入4.5wt％的粘结剂继续搅拌80min，转速为550rpm；加入0.3wt％的润湿剂，0.25wt％的消泡剂搅拌40min，转速为300rpm；过滤除铁，得到同轴纳米管涂覆浆料。
42.s3：一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备：
43.采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将所制得的同轴纳米管涂覆浆料均匀辊涂于厚度为9μm的聚乙烯隔膜的任意一侧上，在67℃下烘烤过后收卷备用，得到一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜。
44.实施例2：
45.s1：pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的制备：
46.步骤一：
47.将2ml的kh-550硅烷偶联剂加入到250ml的无水乙醇中，磁力搅拌35min，加入0.7g二氧化硅粉体，超声处理60min，在60℃下干燥23h，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。
48.将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，制得250ml浓度为1.91mol/l的硫酸镁溶液，随后在不断搅拌的条件下将1.6965g的亲水处理后的二氧化硅纳米线加入到硫酸镁溶液中，磁力搅拌80分钟，然后进行超声分散4.5h，使得二氧化硅纳米线均匀分散于硫酸镁溶液中；将溶液升温到70℃后，以38ml/min的流量加入2mol/l的氨水，控制反应终点ph值至8-10，过滤沉淀物，并将沉淀物用超纯水充分洗涤，最后将获得的沉淀物置于80℃的真空干燥箱中干燥16h，控制真空干燥的真空度为0.08mpa，真空干燥结束后将获得的粉末加入到5.0mol/l的氢氧化钠溶液中并保持4小时，然后过滤、洗涤，在80℃下干燥12小时，得到mg(oh)2纳米管。
49.步骤二：在460rpm转速下，将2.59g的上述制得的mg(oh)2纳米管加入到286ml的超纯水中，继续在420rpm转速下磁力搅拌115分钟，然后在30khz、300w超声功率下超声处理8小时，得到mg(oh)2纳米管分散液；
50.将1.04g聚偏氟乙烯(pvdf)缓慢加入到13.37gn，n-二甲基甲酰胺中，对混合液进行密封处理，随后将其置于水浴锅中加热到70℃，然在370rpm转速下搅拌6h，得到pvdf溶液，在不断搅拌的条件下将制得的pvdf溶液以1.4ml/min的流量加入到上述分散均匀的mg(oh)2纳米管分散液中，并在330rpm转速下搅拌2h，然后在35khz、380w超声功率下处理11h，得到混合液；将混合液在8000rpm的转速下离心20分钟，离心所得的沉淀物充分洗涤，在0.08mpa真空度，60℃下真空干燥16h，即得到pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料。
51.s2：同轴纳米管涂覆浆料的制备：
52.将1.15wt％的分散剂，30wt％的上述制备的pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，在54.3wt％超纯水中预混45min，转速为450rpm；加入9.5wt％的增稠剂继续搅拌50min，转速为650rpm；加入4.5wt％的粘结剂继续搅拌80min，转速为550rpm；加入0.3wt％的润湿剂，0.25wt％的消泡剂搅拌40min，转速为300rpm；过滤除铁，得到同轴纳米管涂覆浆料。
53.s3：一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备：
54.采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将所制得的同轴纳米管涂覆浆料均匀辊涂于
厚度为9μm的聚乙烯隔膜的任意一侧上，在67℃下烘烤过后收卷备用，得到一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜。
55.实施例3：
56.s1：pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的制备：
57.步骤一：
58.将2ml的kh-550硅烷偶联剂加入到250ml的无水乙醇中，磁力搅拌35min，加入0.7g二氧化硅粉体，超声处理60min，在60℃下干燥23h，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。
59.将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，制得250ml浓度为1.91mol/l的硫酸镁溶液，随后在不断搅拌的条件下将1.6965g的亲水处理后的二氧化硅纳米线加入到硫酸镁溶液中，磁力搅拌80分钟，然后进行超声分散4.5h，使得二氧化硅纳米线均匀分散于硫酸镁溶液中；将溶液升温到70℃后，以38ml/min的流量加入2mol/l的氨水，控制反应终点ph值至8-10，过滤沉淀物，并将沉淀物用超纯水充分洗涤，最后将获得的沉淀物置于80℃的真空干燥箱中干燥16h，控制真空干燥的真空度为0.08mpa，真空干燥结束后将获得的粉末加入到5.0mol/l的氢氧化钠溶液中并保持4小时，然后过滤、洗涤，在80℃下干燥12小时，得到mg(oh)2纳米管。
60.步骤二：在460rpm转速下，将2.59g的上述制得的mg(oh)2纳米管加入到286ml的超纯水中，继续在420rpm转速下磁力搅拌115分钟，然后在30khz、300w超声功率下超声处理8小时，得到mg(oh)2纳米管分散液；
61.将1.04g聚偏氟乙烯(pvdf)缓慢加入到13.37gn，n-二甲基甲酰胺中，对混合液进行密封处理，随后将其置于水浴锅中加热到70℃，然在370rpm转速下搅拌6h，得到pvdf溶液，在不断搅拌的条件下将制得的pvdf溶液以1.4ml/min的流量加入到上述分散均匀的mg(oh)2纳米管分散液中，并在330rpm转速下搅拌2h，然后在35khz、380w超声功率下处理11h，得到混合液；将混合液在8000rpm的转速下离心20分钟，离心所得的沉淀物充分洗涤，在0.08mpa真空度，60℃下真空干燥16h，即得到pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料。
62.s2：同轴纳米管涂覆浆料的制备：
63.将1.15wt％的分散剂，40wt％的上述制备的pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，在44.3wt％超纯水中预混45min，转速为450rpm；加入9.5wt％的增稠剂继续搅拌50min，转速为650rpm；加入4.5wt％的粘结剂继续搅拌80min，转速为550rpm；加入0.3wt％的润湿剂，0.25wt％的消泡剂搅拌40min，转速为300rpm；过滤除铁，得到同轴纳米管涂覆浆料。
64.s3：一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备：
65.采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将所制得的同轴纳米管涂覆浆料均匀辊涂于厚度为9μm的聚乙烯隔膜的任意一侧上，在67℃下烘烤过后收卷备用，得到一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜。
66.对比例1：使用与实施例1相同的聚乙烯隔膜，未涂布涂覆浆料。
67.对比例2：
68.s1：mg(oh)2纳米管的制备：
69.将2ml的kh-550硅烷偶联剂加入到250ml的无水乙醇中，磁力搅拌35min，加入0.7g二氧化硅纳米线粉体，超声处理60min，在60℃下干燥23h，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。
70.将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，制得250ml浓度为1.91mol/l的硫酸镁溶液，随后在不断搅拌的条件下将1.6965g的亲水处理后的二氧化硅纳米线加入到硫酸镁溶液中，继续磁力搅拌80分钟，然后进行超声分散4.5h，使得二氧化硅纳米线均匀分散于硫酸镁溶液中；将溶液升温到70℃后，以38ml/min的流量加入2mol/l的氨水，控制反应终点ph值在9，过滤沉淀物，并将沉淀物用超纯水充分洗涤，最后将获得的沉淀物置于80℃的真空干燥箱中干燥16h，控制真空干燥的真空度在0.08mpa，真空干燥结束后将获得的粉末加入到5.0mol/l的氢氧化钠溶液中并保持4小时，然后过滤、洗涤、在80℃下干燥12小时，得到mg(oh)2纳米管。
71.s2：mg(oh)2纳米管涂覆浆料的制备：
72.将1.15wt％的分散剂，20wt％的上述制备的mg(oh)2纳米管，在64.3wt％超纯水预混45min，转速为450rpm；加入9.5wt％的增稠剂继续搅拌50min，转速为650rpm；加入4.5wt％的粘结剂继续搅拌80min，转速为550rpm；加入0.3wt％的润湿剂，0.25wt％的消泡剂搅拌40min，转速为300rpm；最后过滤除铁后即得mg(oh)2纳米管涂覆浆料。
73.s3：一种mg(oh)2纳米管修饰的电池隔膜的制备：
74.采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将所制得的涂覆浆料均匀辊涂于厚度为9μm的聚乙烯隔膜的任意一侧上，经过67℃烘箱烘烤过后收卷备用，即得所要制备的一种mg(oh)2纳米管修饰的电池隔膜。
75.对比例3：
76.s1：pvdf涂覆浆料的制备：
77.按质量比将1.15wt％的分散剂，20wt％的pvdf粉体(型号为lbg-8200，由阿科玛提供)，在64.3wt％超纯水预混45min，转速为450rpm；加入9.5wt％的增稠剂继续搅拌50min，转速为650rpm；加入4.5wt％的粘结剂继续搅拌80min，转速为550rpm；加入0.3wt％的润湿剂，0.25wt％的消泡剂搅拌40min，转速为300rpm；最后过滤除铁后即得常规pvdf涂覆浆料。
78.s1：pvdf修饰的电池隔膜的制备：
79.采用微凹版辊涂布工艺，通过涂布机将所制得的涂覆浆料均匀辊涂于厚度为9μm的聚乙烯隔膜的任意一侧上，经过67℃烘箱烘烤过后收卷备用，即得所要制备的锂离子电池用常规pvdf修饰的电池隔膜。
80.实验：
81.采用实施例1-3、对比例1-3制备的电池隔膜进行性能测试，参考gb/t36363-2018对透气值、阳极-热压剥离、针刺强度、热收缩进行测试；
82.氧指数测定：参考ios4589-2：氧氮混合气体在透明燃烧筒中，混合气体温度为24℃，将隔膜放入；顶面点燃时，火焰接触顶面时间为25s，每5s移开一次，观察隔膜是否燃烧，恰好维持燃烧所需的最小氧浓度为氧指数；
83.吸液率测定：从制得的隔膜上裁剪50mm
×
50mm的试样，将试样置于干燥器中24h后取出，称量试样，记录为m(精确至0.01g)；将试样浸没于装有电解液的烧杯中，保持10min后用塑料镊子轻轻地夹住试样的一角，取出并立即称量，记录为m1(精确至0.01g)；吸液率＝(m1-m)/m；
84.保液率测定：从制得的隔膜上裁剪50mm
×
50mm的试样，将试样置于干燥器中24h后取出，称量试样，记录为m(精确至0.01g)；将试样浸没于装有电解液的烧杯中，保持10min后
用塑料镊子轻轻地夹住试样的一角，取出悬空3min至自然滴去部分电解液后进行称量，记录为m2(精确至0.01g)；保液率＝(m2-m)/m；实施例1-3、对比例1-3制备的复合隔膜的各项性能对比如下表所示：
[0085][0086]
结论：实施例1至实施例3涂覆浆料中pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的含量依次增加，隔膜的透气值、阻燃性能不断上升，pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管呈现中空多孔结构，大幅度增加了材料的比表面积，极大增强了隔膜的吸液保液能力；同时，多孔pvdf与具有阻燃性能的mg(oh)2纳米管二者可以协同作用，进一步提高隔膜的机械性能以及热收缩性能。对比例1不涂覆涂层，隔膜的性能最差。对比例2涂覆浆料中未引入pvdf包覆mg(oh)2纳米管，隔膜的机械强度以及热收缩性能大幅下降，mg(oh)2纳米管材料结构活性位点较少，阻燃效果也有所下降。对比例3不添加mg(oh)2纳米管，隔膜表面附着的pvdf极易脱落，隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性大大降低，活性位点变少，隔膜对极片的粘结性和电解液浸润性变差，同时未添加mg(oh)2颗粒，隔膜的阻燃性能大大降低。
[0087]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，其特征在于：所述电池隔膜包括基膜和涂覆层，所述涂覆层设置在基膜的任意一侧；所述涂覆层包括以下成分：pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料、分散剂、增稠剂、粘结剂、润湿剂、消泡剂、超纯水。2.根据权利要求1所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，其特征在于：所述分散剂为脂肪族酰胺类，增稠剂为羟甲基纤维素钠类，粘结剂为聚丙烯酸类、润湿剂为烷基硫酸盐类、消泡剂为聚醚型消泡剂。3.根据权利要求1所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，其特征在于：所述基膜为聚烯烃隔膜。4.根据权利要求1所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜，其特征在于：所述涂覆层包括以下成分，按照百分比计：0.6％-1.9％的分散剂，20％-40％的pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料、5％-15％的增稠剂、1％-5％的粘结剂、0.1％-0.6％的润湿剂、0.05％-0.25％的消泡剂，余量为超纯水。5.一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述电池隔膜的制备方法为，包括以下步骤：步骤一：取分散剂、pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料，加入至超纯水中，搅拌均匀，加入增稠剂、粘结剂、润湿剂、消泡剂，搅拌，过滤，得到同轴纳米管涂覆浆料；步骤二：将同轴纳米管涂覆浆料涂布于聚烯烃隔膜的任意一侧上，烘烤、收卷，得到一基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜。6.根据权利要求5所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料的制备方法为：将聚偏氟乙烯加入到n，n-二甲基甲酰胺中，得到混合液，密封，加热至70-72℃，搅拌均匀，得到pvdf溶液；将pvdf溶液加入到mg(oh)2纳米管分散液中，搅拌均匀，得到混合液；将混合液离心、洗涤、干燥，得到pvdf包覆mg(oh)2同轴纳米管复合材料。7.根据权利要求6所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述mg(oh)2纳米管分散液的制备方法为：将硫酸镁粉体溶解在超纯水中，加入亲水处理后的二氧化硅纳米线，搅拌均匀，升温至70-72℃，加入氨水，控制反应终点ph值至8-10，过滤沉淀物，洗涤，干燥，得到粉末，加入到氢氧化钠溶液中，保持4-5h，过滤、洗涤、干燥，得到mg(oh)2纳米管；将mg(oh)2纳米管加入到超纯水中，搅拌均匀，得到mg(oh)2纳米管分散液。8.根据权利要求7所述的一种基于pvdf同轴纳米管的电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述亲水处理后的二氧化硅纳米线的制备方法为：将kh-550硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，搅拌均匀，加入二氧化硅粉体，超声处理，在58-62℃下干燥，得到亲水处理后的二氧化硅纳米线。

技术总结
本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种基于PVDF同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法。本发明提供了一种基于PVDF同轴纳米管的电池隔膜及其制备方法，引入PVDF包覆Mg(OH)2同轴纳米管复合材料，大幅提升了隔膜的机械强度以及热收缩性能。另外，多孔PVDF与具有阻燃性能的Mg(OH)2纳米管二者可以协同作用，进一步提高隔膜的机械性能以及热收缩性能。本发明提供的基于PVDF同轴纳米管的电池隔膜，修饰材料整体上呈现中空多孔结构，大幅度增加了材料的比表面积，极大增强了隔膜的吸液保液能力。本发明制备的复合隔膜具有优异的阻燃性能、极片粘结性能、电解液润湿性能以及热收缩性能，同时具有较高的机械强度。具有较高的机械强度。


技术研发人员：李帆 张立斌 赵海玉
受保护的技术使用者：江苏厚生新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/9