本发明属于电池生产技术领域，尤其是涉及一种不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法。
背景技术：
近年来锂离子电池广泛的应用于
新能源汽车、航空航天等各个领域，锂离子电池具有循环寿命长、成本低、重量轻、容量高等一系列的优点。在
锂电池的应用过程中，要求电池具有良好的可装配性，隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，在隔膜的制备过程中pvdf涂胶是一项重要的工序，pvdf胶层涂覆量决定着电池性能以及应用。在隔膜表面涂覆pvdf，可提高电池芯包的硬度，提高装配操作性，并具有良好的安全性能优点，然而涂胶太多又会带来隔膜透气度不好，锂离子穿透能力太弱，导致电池性能降低的问题发生。各个需求厂家对于pvdf涂胶量需求又各不相同，因此如何精确控制隔膜表面pvdf胶层涂覆量，按照技术要求制备不同涂覆量pvdf胶层的隔膜成为现阶段需要解决的问题。
pvdf涂胶隔膜近年来需求广泛，但一直由油系涂胶隔膜居于主导地位，然而油系涂胶隔膜在制备过程中需要用到丙酮溶剂，丙酮溶剂污染环境且后续难以处理，因此开发水系涂胶隔膜问题是各隔膜厂家亟待解决的问题。虽然水系涂胶隔膜可以采用喷涂pvdf胶粒方法得到，但是对于大部分隔膜小厂家而言，采购新设备不是一个明智之举，因此如何在现有辊涂涂布机上面进行水系pvdf胶层的涂覆显得尤为重要。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，以利用涂布机实现在隔膜上涂覆pvdf水性胶液且实现涂覆量的主动调节。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备pvdf水性胶液；
(2)利用涂布机将pvdf水性胶液涂覆在基材一面或两面形成湿隔膜；
(3)将湿隔膜通过烘箱烘干，得到所需pvdf涂胶隔膜。
优选的，步骤(1)的具体操作包括以下步骤：
a.将水、分散剂及润湿剂倒入球磨机中混合搅拌，得到第一胶液；
b.向第一胶液中加入pvdf聚合物，继续搅拌，真空脱泡，得到pvdf水性胶液。
优选的，步骤a中搅拌时球磨机公转转速为10-30r/min，自转转速为200-900r/min，搅拌时间为1-4h，步骤b中搅拌时球磨机公转转速为10-30r/min，自转转速为200-900r/min，搅拌时间为5-15h。
优选的，所述pvdf水性胶液的固含量为1％-20％，粘度为3.06mpa.s，ph为8.8，粒径范围：d50＝0.42um、d75＝0.63um、d90＝1.15um、d9＝1.31um、d100＝1.52um。
优选的，所述pvdf聚合物、分散剂及润湿剂的质量之和占pvdf水性胶液总质量的5％-10％；优选的，所述pvdf聚合物占pvdf水性胶液总质量的5％-10％，所述分散剂占pvdf水性胶液总质量的1％-2％，所述润湿剂占pvdf水性胶液总质量的2％-3％。
优选的，所述pvdf聚合物为粉末料、水系浆料及油系浆料中的一种或多种，pvdf聚合物单个颗粒粒径范围为50nm-100nm。
优选的，所述pvdf涂胶隔膜上pvdf的涂覆量为20％-80％。
优选的，所述pvdf涂胶隔膜包括基材及pvdf胶层，所述基材包括基膜及涂覆与基膜两面的陶瓷层，所述pvdf胶层的厚度≤0.5μm。
优选的，步骤(2)中涂布机车速为30-80m/min，速比为1.3-1.6，涂布机的网纹辊目数为100-400目。
优选的，所述烘箱内设有多个加热区，加热区内的温度范围为80℃-85℃。
相对于现有技术，本发明所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法采用涂布机按照一定的车速、速比要求在网纹辊上将制备好的浆料进行转移涂覆，能够精确的控制pvdf胶层涂覆量，并能够根据客户厂家需求定制pvdf涂胶隔膜，快速生产，达到降低成本目的；
(2)本发明所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法用于电池生产，能够有效的提高电池的电性能、提高电池的安全性能及装配性能；
(3)本发明所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法工艺方法简单，操作方便，无需更换设备，成本低，并具有良好的经济效益。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1制备的隔膜电镜示意图；
图3为本发明对比例1制备的隔膜电镜示意图；
图4为本发明对比例2制备的隔膜电镜示意图；
图5为本发明实施例2制备的隔膜电镜示意图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
实施例1
将水、分散剂及润湿剂倒入球磨机中混合搅拌，得到第一胶液，球磨机公转转速20r/min,自转转速300r/min，搅拌1h，之后向第一胶液中加入pvdf聚合物，继续搅拌，球磨机公转转速20r/min,自转转速300r/min，搅拌5h，真空脱泡，得到pvdf水性胶液，其中pvdf聚合物占pvdf水性胶液总质量5％，分散剂占pvdf水性胶液总质量1％，润湿剂占pvdf水性胶液总质量2％，利用涂布机将pvdf水性胶液涂覆在基材上下表面，涂布机的涂布车速为30m/min，速比为1.3，网纹辊目数为100目，涂覆后的基材经烘箱烘干后，得到pvdf涂胶隔膜，烘箱分为6个分区，温度依次设定为81℃、85℃、85℃、85℃、84℃、80℃，经观察pvdf胶层颗粒状胶粒以团聚形态分布在陶瓷层表面，并以岛状结构分布。
对比例1
与实施例1的区别在于制备好的pvdf水性胶液通过喷枪直接在基材表面喷涂后烘干得到，其他条件与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别在于，对比例2中的pvdf水性胶液中未加入润湿剂，其他条件与实施例1相同。
实施例2
将水、分散剂及润湿剂倒入球磨机中混合搅拌，得到第一胶液，球磨机公转转速30r/min,自转转速500r/min，搅拌2h，之后向第一胶液中加入pvdf聚合物，继续搅拌，球磨机公转转速30r/min,自转转速500r/min，搅拌10h，真空脱泡，得到pvdf水性胶液，其中pvdf聚合物占pvdf水性胶液总质量8％，分散剂占pvdf水性胶液总质量1.5％，润湿剂占pvdf水性胶液总质量2.5％，利用涂布机将pvdf水性胶液涂覆在基材上下表面，涂布机的涂布车速为60m/min，速比为1.5，网纹辊目数为400目，涂覆后的基材经烘箱烘干后，得到pvdf涂胶隔膜，烘箱分为6个分区，温度依次设定为81℃、85℃、85℃、85℃、84℃、80℃。
上述实施例及对比例中使用的pvdf聚合物为粉末料、水系浆料、油系浆料中的一种或多种的混合物，具体的为阿科玛lbg、solvay-882、阿科玛-hsv900中的一种或多种的混合物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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：
1.一种不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备pvdf水性胶液；
(2)利用涂布机将pvdf水性胶液涂覆在基材一面或两面形成湿隔膜；
(3)将湿隔膜通过烘箱烘干，得到所需pvdf涂胶隔膜。
2.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体操作包括以下步骤：
a.将水、分散剂及润湿剂倒入球磨机中混合搅拌，得到第一胶液；
b.向第一胶液中加入pvdf聚合物，继续搅拌，真空脱泡，得到pvdf水性胶液。
3.根据权利要求2所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：步骤a中搅拌时球磨机公转转速为10-30r/min，自转转速为200-900r/min，搅拌时间为1-4h，步骤b中搅拌时球磨机公转转速为10-30r/min，自转转速为200-900r/min，搅拌时间为5-15h。
4.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf水性胶液的固含量为1％-20％，粘度为3.06mpa.s，ph为8.8，粒径范围：d50＝0.42um、d75＝0.63um、d90＝1.15um、d9＝1.31um、d100＝1.52um。
5.根据权利要求2所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf聚合物、分散剂及润湿剂的质量之和占pvdf水性胶液总质量的5％-10％；优选的，所述pvdf聚合物占pvdf水性胶液总质量的5％-10％，所述分散剂占pvdf水性胶液总质量的1％-2％，所述润湿剂占pvdf水性胶液总质量的2％-3％。
6.根据权利要求2所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf聚合物为粉末料、水系浆料及油系浆料中的一种或多种，pvdf聚合物单个颗粒粒径范围为50nm-100nm。
7.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf涂胶隔膜上pvdf的涂覆量为20％-80％。
8.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述pvdf涂胶隔膜包括基材及pvdf胶层，所述基材包括基膜及涂覆与基膜两面的陶瓷层，所述pvdf胶层的厚度≤0.5μm。
9.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中涂布机车速为30-80m/min，速比为1.3-1.6，涂布机的网纹辊目数为100-400目。
10.根据权利要求1所述的不同涂覆量pvdf涂胶隔膜的制备方法，其特征在于：所述烘箱内设有多个加热区，加热区内的温度范围为80℃-85℃。
技术总结
本发明提供了一种不同涂覆量PVDF涂胶隔膜的制备方法，包括以下步骤：制备PVDF水性胶液；利用涂布机将PVDF水性胶液涂覆在基材一面或两面形成湿隔膜；将湿隔膜通过烘箱烘干制得。本发明所述的不同涂覆量PVDF涂胶隔膜的制备方法采用涂布机按照一定的车速、速比要求在网纹辊上将制备好的浆料进行转移涂覆，能够精确的控制PVDF胶层涂覆量，并能够根据客户厂家需求定制PVDF涂胶隔膜，快速生产，达到降低成本目的，制备方法工艺方法简单，操作方便，无需更换设备，成本低，并具有良好的经济效益。
技术研发人员：田焕娜
受保护的技术使用者：天津市捷威动力工业有限公司
技术研发日：2021.03.26
技术公布日：2021.07.06
声明：
“不同涂覆量PVDF涂胶隔膜的制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：天津市捷威动力工业有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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