隔膜工藝應用之涂覆技術

發布時間：2022-12-13人氣：1100

鋰離子電池使用的隔膜為了改善安全性能和電化學性能，通常會使用涂覆技術，例如對于PE隔膜，常見的有無極陶瓷涂覆，水性PVDF涂覆，油性PVDF涂覆，油性芳綸涂覆。

實驗室里相應有涂覆固態電解質，阻燃劑，補鋰材料等各種各樣的嘗試，涂覆PVDF和涂覆其他材料的作用不盡相同。

涂覆氧化鋁等無機陶瓷材料和涂覆芳綸等耐高溫高分子材料是為了改善隔膜的高溫熱收縮，主要從考慮安全性能為切入點。

而涂覆PVDF是因為鋰離子電池電芯生產過程中有一步熱壓工藝，通過PVDF粘結極片與隔膜，排除內部間隙的空氣，增加電芯硬度，保持電芯厚度一致性。

涂覆后的隔膜比普通隔膜更具優異性：

可提升隔膜的熱穩定性、改善其機械強度，防止隔膜收縮而導致的正負極大面積接觸；
能提高其耐刺穿能力，防止電池長期循環鋰枝晶刺穿隔膜引發的短路，并能中和電解液中少量的HF，防止電池氣脹；
陶瓷涂層的孔隙率大于隔膜的孔隙率，有利于增強隔膜的保液性和浸潤性，從而延長鋰電池循環壽命。

不同途徑涂覆PVDF效果不盡相同。除水系PVDF顆粒涂覆，油系非溶劑相分離PVDF涂覆外，還有噴涂，揮發造孔等，大致涂覆隔膜制備方法如下：

水系PVDF混涂隔膜的制備：將一定質量的PVDF粉末、氧化鋁、粘結劑、助劑和水混合攪拌均勻，使用研磨設備至漿料分散均勻。利用涂布機將漿料涂布到聚乙烯多孔基膜上，干燥后得到水系PVDF混涂隔膜。
溶劑型PVDF混涂隔膜的制備：取一定質量的PVDF粉末、氧化鋁加入到DMAC中，攪拌均勻，高速分散得到溶劑型涂布液。利用涂布機將涂布液涂布到聚乙烯多孔基膜上，使用浸漬相反轉的方法，經過凝固浴固化、去離子水水洗、烘干干燥得到溶劑型PVDF混涂隔膜。
水系陶瓷涂覆隔膜的制備：將一定質量的氧化鋁、粘結劑、助劑和水混合攪拌均勻，使用研磨設備至漿料分散均勻。利用涂布機將漿料涂布到聚乙烯多孔基膜上，干燥后得到水系陶瓷涂覆隔膜。

就基膜涂覆一體化而言，有利于隔膜廠把控產品質量、降本增效：隔膜本身較為脆弱，基膜的分切、收卷、運輸裝卸再到涂覆均會增加產品損壞風險。

一體化生產可以較大程度減少產品瑕疵，并根據客戶反饋進行穿透式質量管理，以便及時調整工藝確保產品可靠穩定。

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