一种高粘结性陶瓷涂覆浆料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高粘结性陶瓷涂覆浆料及其制备方法 (High-cohesiveness ceramic coating slurry and preparation method thereof ) 是由 王志彬 郭维东 吴俊波 李雪 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高粘结性陶瓷涂覆浆料及其制备方法,该方法是将PVDF胶与捏合剂加入去离子水中进行搅拌,使PVDF胶与捏合剂结合形成大颗粒状的PVDF胶团,得到大颗粒PVDF胶团初级浆料；再将陶瓷粉、胶水、分散剂以及湿润剂加入大颗粒PVDF胶团初级浆料中进行搅拌,得到大颗粒PVDF胶团浆料,大颗粒PVDF胶团浆料包括以下重量份数的原料：大颗粒PVDF初级浆料20～40份、陶瓷粉50～70份、胶水5～15份,大颗粒PVDF胶团初级浆料包括以下重量份数的原料：PVDF胶5～7份、捏合剂1～3份、去离子水1～3份。本发明采用捏合剂与PVDF胶进行捏合预处理,使PVDF胶形成大颗粒PVDF胶团初级浆料,与陶瓷混合后能凸显于陶瓷表面,起到相应的极片粘接作用,同时提升隔膜的抗热收缩性能。(The invention relates to a high-cohesiveness ceramic coating slurry and a preparation method thereof, and the method comprises the steps of adding PVDF glue and a kneading agent into deionized water for stirring, so that the PVDF glue and the kneading agent are combined to form large granular PVDF micelle, and large granular PVDF micelle primary slurry is obtained; adding ceramic powder, glue, a dispersing agent and a wetting agent into the large-particle PVDF micelle primary slurry and stirring to obtain large-particle PVDF micelle slurry, wherein the large-particle PVDF micelle slurry comprises the following raw materials in parts by weight: 20-40 parts of large-particle PVDF primary slurry, 50-70 parts of ceramic powder and 5-15 parts of glue, wherein the large-particle PVDF micelle primary slurry comprises the following raw materials in parts by weight: 5-7 parts of PVDF glue, 1-3 parts of kneading agent and 1-3 parts of deionized water. The invention adopts the kneading agent to knead and pretreat with the PVDF glue, so that the PVDF glue forms large-particle PVDF glue mass primary slurry which can be highlighted on the surface of the ceramic after being mixed with the ceramic, thereby playing a role in bonding corresponding pole pieces and simultaneously improving the heat shrinkage resistance of the diaphragm.)
技术领域
本发明涉及电池隔膜技术领域，具体涉及一种高粘结性陶瓷涂覆浆料及其制备方法。
背景技术
目前，为了节省涂覆成本，锂离子电池涂覆隔膜有一混涂型号，它是简单的将胶(PVDF)和陶瓷通过物理混合，然后一次性在隔膜表面进行涂覆，以满足热收缩和粘接力的要求。但是，这种涂覆方式会存在以下两个问题：1、陶瓷和胶简单的物理混合，由于胶的粒径较小，大部分胶会被包裹在陶瓷中，胶起不到本来的粘接作用，因此对极片的粘接力较弱；2、陶瓷在涂覆隔膜中有一种重要作用是起到抗热收缩的支撑作用，而常规混涂中胶包裹于陶瓷中，相当于占据了陶瓷的位置，陶瓷热收缩支撑能力大大削弱，因此混涂涂覆隔膜的热收缩率较大。
发明内容
本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种高粘结性陶瓷涂覆浆料及其制备方法，其采用捏合剂与PVDF胶进行捏合预处理，使PVDF胶形成大颗粒PVDF胶团初级浆料，与陶瓷混合后能凸显于陶瓷表面，起到相应的极片粘接作用，同时提升隔膜的抗热收缩性能。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种高粘结性陶瓷涂覆浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将PVDF胶与捏合剂加入去离子水中进行搅拌，使PVDF胶与捏合剂结合形成大颗粒状的PVDF胶团，得到大颗粒PVDF胶团初级浆料；
步骤二，将陶瓷粉、胶水、分散剂以及湿润剂加入大颗粒PVDF胶团初级浆料中进行搅拌，得到大颗粒PVDF胶团浆料。
作为一种优选方案，所述大颗粒PVDF胶团浆料包括以下重量份数的原料：大颗粒PVDF初级浆料20～40份、陶瓷粉50～70份、胶水5～15份，所述大颗粒PVDF胶团初级浆料包括以下重量份数的原料：PVDF胶5～7份、捏合剂1～3份、去离子水1～3份。
作为一种优选方案，在步骤一中，搅拌速度为1000～2000转/min，搅拌时间为90～120min。
作为一种优选方案，在步骤二中，搅拌速度为1000～2000转/min，搅拌时间为30～60min。
作为一种优选方案，在步骤一中，所述PVDF胶的材料为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛、偏氟乙烯-六氟丙烯的一种或几种。
作为一种优选方案，在步骤一中，所述捏合剂的材料为聚烯丙基腈、聚乙烯砜、丙烯酸2-氰基乙酯、丙烯晴苯乙烯中的一种或多种。
作为一种优选方案，在步骤二中，所述陶瓷粉的材料为氧化铝、二氧化硅、勃姆石、二氧化钛、氢氧化镁中的一种或多种。
作为一种优选方案，在步骤二中，所述所述胶水材料为丁苯橡胶、聚氨酯、环氧树脂、乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯中的一种或多种。
作为一种优选方案，在步骤二中，所述润湿剂的材料为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或多种，所述分散剂的材料为马来酸酐-醋酸乙烯酯、苯乙烯-马来酸酐、聚乙二醇、聚丙烯酸钠的一种或多种。
一种高粘结性陶瓷涂覆浆料，所述陶瓷涂覆浆料由前述权利要求1～10任意一项所述的一种高粘结性陶瓷涂覆浆料的制备方法制得，包括以下重量份数的原料：大颗粒PVDF初级浆料20～40份、陶瓷粉50～70份、胶水5～15份，所述大颗粒PVDF胶团初级浆料包括以下重量份数的原料：PVDF胶5～7份、捏合剂1～3份、去离子水1～3份。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，通过先将PVDF胶与捏合剂加入去离子水中进行搅拌，使PVDF胶与捏合剂结合形成大颗粒状的PVDF胶团，得到大颗粒PVDF胶团初级浆料；再将陶瓷粉、胶水、分散剂以及湿润剂加入大颗粒PVDF胶团初级浆料中进行搅拌，得到大颗粒PVDF胶团浆料，采用该方法将捏合剂与PVDF胶进行捏合预处理，使PVDF胶形成PVDF-捏合剂-PVDF的大颗粒胶团结构，与陶瓷混合后能凸显于陶瓷表面，使得PVDF胶起到相应的极片粘接作用，并且相对于常规混涂浆料，陶瓷间PVDF胶的含量减少，陶瓷能很好的起到热支撑作用，从而提高混涂涂覆隔膜的抗热收缩性能，此外由于PVDF胶能凸显于陶瓷表面，在粘接力一定的情况下，可适当减少PVDF含量，从而节省了BOM成本。
为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：
附图说明
图1是本发明之实施例的隔膜剥离力测试结果示意图；
图2是本发明之实施例的热收缩测试结果示意图；
图3是本发明之实施例的堆实密度测试结果示意图。
具体实施方式
本发明公开一种高粘结性陶瓷涂覆浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将PVDF胶与捏合剂加入去离子水中进行搅拌，使PVDF胶与捏合剂结合形成大颗粒状的PVDF胶团，得到大颗粒PVDF胶团初级浆料；
步骤二，将陶瓷粉、胶水、分散剂以及湿润剂加入大颗粒PVDF胶团初级浆料中进行搅拌，得到大颗粒PVDF胶团浆料。
所述大颗粒PVDF胶团浆料包括以下重量份数的原料：大颗粒PVDF初级浆料20～40份、陶瓷粉50～70份、胶水5～15份，所述大颗粒PVDF胶团初级浆料包括以下重量份数的原料：PVDF胶5～7份、捏合剂1～3份、去离子水1～3份。
在步骤一中，搅拌速度为1000～2000转/min，搅拌时间为90～120min，在步骤一中，所述PVDF胶的材料为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、偏氟乙烯-六氟丙烯的一种或几种，所述捏合剂的材料为聚烯丙基腈、聚乙烯砜、丙烯酸2-氰基乙酯、丙烯晴苯乙烯中的一种或多种。
在步骤二中，搅拌速度为1000～2000转/min，搅拌时间为30～60min，所述陶瓷粉的材料为氧化铝、二氧化硅、勃姆石、二氧化钛、氢氧化镁中的一种或多种，所述胶水材料为丁苯橡胶、聚氨酯、环氧树脂、乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯中的一种或多种，所述润湿剂的材料为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或多种，所述分散剂的材料为马来酸酐-醋酸乙烯酯、苯乙烯-马来酸酐、聚乙二醇、聚丙烯酸钠的一种或多种。
本发明还公开一种高粘结性陶瓷涂覆浆料，所述陶瓷涂覆浆料由前述权利要求1～10任意一项所述的一种高粘结性陶瓷涂覆浆料的制备方法制得，包括以下重量份数的原料：大颗粒PVDF初级浆料20～40份、陶瓷粉50～70份、胶水5～15份，所述大颗粒PVDF胶团初级浆料包括以下重量份数的原料：PVDF胶5～7份、捏合剂1～3份、去离子水1～3份。
实施例1
选取5份聚偏氟乙烯、1份聚烯丙基腈和1.5份去离子水混合，在30℃和1200转/min的搅拌速度下搅拌100min，继而加入55份氧化铝、6份丁苯橡胶、2份马来酸酐-醋酸乙烯酯以及3份氟代烷基甲氧基醚醇混合后，在30℃和1200转/min的搅拌速度下搅拌60min制得大颗粒PVDF胶团浆料，将大颗粒PVDF胶团浆料涂覆至隔膜上得到高粘结性陶瓷涂层隔膜。
实施例2
选取6份聚乙烯醇树脂、1.5份聚乙烯砜和2份去离子水混合，在30℃和1500转/min的搅拌速度下搅拌100min，继而加入60份二氧化硅、10份环氧树脂、3份聚乙二醇以及5份氟代烷基乙氧基醚醇混合后，在30℃和1500转/min的搅拌速度下搅拌50min制得大颗粒PVDF胶团浆料，将大颗粒PVDF胶团浆料涂覆至隔膜上得到高粘结性陶瓷涂层隔膜。
实施例3
选取7份聚乙烯醇缩丁醛、2.5份丙烯酸2-氰基乙酯和2.5份去离子水混合后，在30℃和1600转/min的搅拌速度下搅拌110min，继而加入65份二氧化钛、12份乙烯醇、5份聚丙烯酸钠以及8份烷基酚聚氧乙烯醚混合后，在30℃和1600转/min的搅拌速度下搅拌45min制得大颗粒PVDF胶团浆料，将大颗粒PVDF胶团浆料涂覆至隔膜上得到高粘结性陶瓷涂层隔膜。
对比例
选取10份PVDF胶、3份去离子水、40份陶瓷粉、8份胶水、2份分散剂以及5份湿润剂混合后，在30℃和1200转/min的搅拌速度搅拌30min制得常规陶瓷涂覆浆料，将常规陶瓷涂覆浆料涂覆至隔膜上得到常规陶瓷涂层隔膜。
在施例1-3以及对比例中，陶瓷涂层隔膜所采用的基膜为NM-5基膜，陶瓷涂层隔膜的涂覆厚度为3um，截取一定大小的陶瓷涂层隔膜作为样品，在同样条件下分别进行干压剥离力、热收缩以及堆实密度测试，测试结果如图1-3所示：
由图1可见，实施例1-3制得的高粘结性陶瓷涂层隔膜干压剥离力均比对比例制得的常规陶瓷涂层隔膜干压剥离力大，由此可见通过先将PVDF胶与捏合剂粘接形成大颗粒状的PVDF胶团，大颗粒状的PVDF胶团会凸显于陶瓷表面，起到相应胶对极片的粘接作用，提升了涂覆隔膜对极片的干压粘接力。
由图2可见，实施例1-3制得的高粘结性陶瓷涂层隔膜热收缩比对比例制得的常规陶瓷涂层隔膜热收缩小，由此可见通过先将PVDF胶与捏合剂粘接形成大颗粒状的PVDF胶团，相对于常规混涂，陶瓷间PVDF胶的含量减少，陶瓷能很好的起到热支撑作用，从而提高混涂涂覆隔膜的抗热收缩性能。
由图3可见，实施例1-3制得的高粘结性陶瓷涂层隔膜堆实密度均比对比例制得的常规陶瓷涂层隔膜堆实密度小，由此可见通过将PVDF胶与捏合剂粘接形成大颗粒PVDF胶团后再制备陶瓷浆料，可以使得同等厚度下，隔膜面密度可以减少。
综上所述，本发明通过先将PVDF胶与捏合剂加入去离子水中进行搅拌，使PVDF胶与捏合剂结合形成大颗粒状的PVDF胶团，得到大颗粒PVDF胶团初级浆料；再将陶瓷粉、胶水、分散剂以及湿润剂加入大颗粒PVDF胶团初级浆料中进行搅拌，得到大颗粒PVDF胶团浆料，采用该方法将捏合剂与PVDF胶进行捏合预处理，使PVDF胶形成PVDF-捏合剂-PVDF的大颗粒胶团结构，与陶瓷混合后能凸显于陶瓷表面，使得PVDF胶起到相应的极片粘接作用，并且相对于常规混涂浆料，陶瓷间PVDF胶的含量减少，陶瓷能很好的起到热支撑作用，从而提高混涂涂覆隔膜的抗热收缩性能，此外由于PVDF胶能凸显于陶瓷表面，在粘接力一定的情况下，可适当减少PVDF含量，从而节省了BOM成本,此外可以使得同等厚度下，隔膜面密度可以减少。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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