油性PVDF涂层隔膜应用

油性PVDF涂层隔膜应用锂电池圆柱型锂离子电池方型锂离子电池软包装和聚合物锂离子电池动力型锂离子电池软包装锂电池结构Dept.54锂离子电池充放电反应示意给电池充电的过程：正极上的电子e通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极进入电解液里，穿过隔膜，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。锂电池对隔膜的要求①具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；②有一定的孔径和孔隙率，对锂离子有很好的透过性（透气性）；③耐电解液腐蚀，电化学稳定性好；④对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；⑤具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等；⑥平整性，保证良好的锂电池加工性能；⑦热稳定性和自动关断保护性能好，以保证电池的安全性（热收缩性）。涂层隔膜①陶瓷涂层隔膜（水性涂敷）；②水性PVDF涂层隔膜；③油性PVDF涂层隔膜；④水性陶瓷+PVDF混涂隔膜；⑤陶瓷+油性PVDF双涂层隔膜。PVDF涂层隔膜使用示意基膜涂敷极组卷绕或叠片制作热压PVDF：单面涂层厚度≤1μm正极负极PVDF涂胶隔膜涂胶隔膜用于锂电池生产，相比于其它类型的隔膜，在锂电池热压工序后，涂胶隔膜的PVDF涂层会与电极中的粘结剂发生热融合，显著提高电池的机械强度，防止在电池循环过程中发生变形，从而可以显著的提高循环性能和安全性能。隔膜与电极无粘结力电池循环表现循环150次，出现明显的死区，并且有初期粉化迹象，电性能下降明显完全失效电池，电池厚度膨胀严重，负极电极粉化状脱落，此时的电池电性能完全丧失并且十分危险。PVDF涂层隔膜增强隔膜润湿性上图中#1-#4为不同牌号的PVDF涂层隔膜，#5为未涂敷隔膜，可以看出相较于未涂敷隔膜，所有的涂敷隔膜样品均表现出良好的润湿性。#1#2#3#4#5两滴标准电解液（LiPF61MinEC/DMC1/1）放于隔膜上。几秒钟后观察样品情况：电池热压后拆解拆解电池良好的粘合效果表现为：分离隔膜与电极时能够感到明显的粘合力，电极活性物质部分或全部转移至隔膜（最理想状态如图，隔膜表面完全呈现活性物质转移后的黑色状态）。电池循环表现涂胶隔膜电池容量衰减及厚度膨胀趋势均表现良好。总结1.相较于普通隔膜，涂胶隔膜吸液润湿能力增强；2.由于消费电子产品趋向于薄型化设计，电池厚度也势必要求越来越低，这样的情况下必须增强电池的机械强度，降低电池循环变形的风险，这就要求隔膜与电极之间必须由足够的粘结力，涂胶隔膜电池在这方面表现优于普通未涂敷隔膜电池；3.普通未涂敷隔膜电池在热压或baking后虽然隔膜与电极间存在一定的粘结力，但是如果生产控制不好，很容易被电池内部过多的游离电解液浸泡发生分离，涂胶隔膜由于涂层已经与电极中粘合剂发生融合，即使电池中游离电解液过多也不会分离，因此生产过程控制难度降低；4.PVDF涂层隔膜与电极紧密粘合，由于有电极极板的支撑，隔膜的热收缩性能增强，提高电池的安全性；5.PVDF涂层会吸收电解液发生溶胀，使其成为凝胶态，游离态电解液减少，也能提高电池安全性。