【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池，尤其涉及一種聚合物納米纖維成型微粒及其制備方法和包括其的鋰電池隔膜涂覆漿料。
技術介紹
1、鋰離子電池已廣泛應用于3c消費品、儲能及動力等領域，在一些特種場景如無人機、飛行器、起重機、貨運等也得到了應用。隨著各種應用場景的拓展，特殊的應用場景對電池的性能和安全性有了更高的要求。
2、其中電池隔膜作為電池的關鍵組件，位于正極和負極之間，防止正負極接觸而短路，同時隔膜上的微孔允許鋰離子通過，從而產生電流，隔膜的性能直接影響了電池的容量、循環性能以及安全性能等特性。電池對隔膜材料的要求越來越高，但以聚烯烴為基材的多孔基膜仍是無法替代，一些新材料在涂層中的應用越來越多。
3、纖維素納米纖維晶須(cnc)、纖維素納米纖維(cnf)、芳綸納米纖維、pi納米纖維、pan納米纖維、pam納米纖維、pvdf納米纖維、pps納米纖維、peek納米纖維等聚合物纖維材料具有超高的比表面積、親水親油能力，耐高溫能力、高強度、高模量等各種優異的材料性能，從理論上來說是作為二次電池隔膜涂層優異的涂層材料，但此類材料在溶劑中分散或者溶解，會極大的提升涂層體系的粘度，因此為保證正常涂覆效果，不論是水系體系和油系體系，其添加量只有5％以內，甚至在1％以內，且漿料粘度極高。
4、有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種聚合物納米纖維成型微粒及其制備方法和包括其的鋰電池隔膜涂覆漿料，以解決上述問題。
2、為實現以上目
3、一種聚合物納米纖維成型微粒的制備方法，所述方法包括：將一種或多種聚合物納米纖維配制成分散液，在1000-1200r/min轉速下進行攪拌后再進行均質乳化，隨后依次進行低溫烘干、加熱結晶、粉碎過篩和除磁處理，即得所述聚合物納米纖維成型微粒；
4、所述聚合物納米纖維包括纖維素納米纖維晶須(cnc)、纖維素納米纖維(cnf)、芳綸納米纖維、pi納米纖維、pan納米纖維、pam納米纖維、pvdf納米纖維、pps納米纖維、peek納米纖維中的任一種或多種；
5、所述分散液的粘度小于500cp。
6、優選地，所述過篩選用100-400目的篩網進行；纖維素的粒徑一般在4-10nm，pi纖維粒徑在0.3-0.7um，所制得的聚合物納米纖維成型微粒的粒徑為0.2-1um。
7、可選地，所述低溫烘干的溫度為60-90℃；優選地，所述低溫烘干的溫度為60-70℃。
8、可選地，所述加熱的溫度設置為比所述聚合物納米纖維材料的熔點低10-40℃；優選地，所述加熱的時間為24h。
9、優選地，所述制備方法還包括：在所述均質乳化之后，還包括將乳化產物進行真空冷凍干燥處理；優選地，所述真空冷凍干燥包括：先于零下50℃至零下55℃溫度下進行快速冷凍形成固態冰，然后抽真空至壓力為5-10pa，并保持18h。冷凍干燥過程必須在真空環境下進行以防止納米纖維氧化變質，有助于保持其微觀結構。
10、優選地，所述制備方法還包括：向所述分散液中在攪拌條件下加入無機納米粉體，并持續攪拌60min；優選地，所述無機納米粉體包括α相氧化鋁、γ相氧化鋁、β相氧化鋁、混合相氧化鋁、勃姆石、氧化硅、氧化鋯、氫氧化鎂、氫氧化鋁、鈦酸鋁、鈦酸鋇、磷酸鈦鋁鋰、鋰鑭鋯氧、鋰鑭鋯鉭氧、鋰鑭鈦氧、硫化物電解質粉體、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、nca三元正極、ncm三元正極、納米硅、微米硅，含硅負極材料、硅碳負極材料中的任一種或多種。
11、所述無機納米粉體的粒徑為1nm-5000nm；優選地，所述無機納米粉體的粒徑為10nm-2000nm。
12、本專利技術提供的一種聚合物納米纖維成型微粒由所述的制備方法制得。
13、本專利技術還提供一種鋰電池隔膜涂覆漿料，其制備方法包括：
14、s1：將本專利技術制得的所述聚合物納米纖維成型微粒、水性分散劑和純水混合，得到分散漿液，所述分散漿液中所述聚合物納米纖維成型微粒、水性分散劑和純水的質量百分比依次為5％-50％、0.5％-5％和50％-95％；
15、s2：將s1所得分散漿液與抗沉降劑水溶液混合均勻，研磨，得到研磨漿液，所述研磨漿液中所述分散漿液的質量百分比為10％-100％；
16、s3：將s2所得研磨漿液、粘合劑和潤濕劑混合，即得所述鋰電池隔膜涂覆漿料；
17、所述涂覆漿料中所述研磨漿液的質量百分比為80％-97％，所述粘合劑的質量百分比為3％-20％，所述潤濕劑的質量百分比為0.05％-4％。
18、所述分散劑選自聚羧酸銨鹽、聚羧酸鈉鹽、聚丙烯酸酯、磷酸酯中的一種或多種；
19、所述抗沉降劑選自羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鋰、纖維素、pvp、聚氨酯的嵌段共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種；
20、所述粘合劑選自乳液型丙烯酸酯基聚合物，溶液型丙烯酸酯基聚合物，聚氨酯類聚合物、聚丙烯酰胺類聚合物、聚酰亞胺類聚合物、聚酰胺類聚合物中的一種或多種；
21、所述潤濕劑選自有機硅改性潤濕劑、聚醚類潤濕劑、炔醇類潤濕劑、醇類潤濕劑中的一種或多種。
22、優選地，所述制備方法還包括：對分散漿液進行疏水改性；所述疏水改性包括：在所述s2步驟中，研磨之前先添加疏水劑混合均勻后，再進行后續步驟；優選地，所述疏水劑占所述研磨漿液的質量百分比為1-10％。
23、本專利技術通過加熱結晶將液態分散液制備成固態微球的方法，將纖維素活躍羥基“鈍化”，減弱分子間的氫鍵作用增加高分子鏈的流動性降低宏觀粘度。現有技術聚合物納米纖維使用方式一般以纖維漿粕的形式應用，本專利技術將凝膠態的漿粕轉化為固體微粒形式進行應用，通過特殊的工藝調節形成的成型微粒穩定性和結晶度比原來的漿粕材料更高，且不受漿粕本身的粘度限制，可以實現高固含、低粘度的涂覆漿料。這種成型微粒添加入隔膜涂層或者正負極片漿料中，可以提升電解液的浸潤性，快速注液。同時材料可以束縛體系中的游離金屬離子、微量水分子、含h含氟等副產物，減少電池體系中副反應的發生，進一步防止熱失控。
24、本專利技術采用長徑比小的纖維素(長度0.1-0.5um)與超小粒徑無機納米粉體(粒徑0.3um)復合，通過二次結晶法形成以無機納米粉體為晶核，短纖為外殼的核殼結構，這一結構的形成有以下關鍵優勢：一、利用聚合物納米纖維本身的粘結性，使用制備的核殼結構復合材料配置漿液時可取消膠黏劑的添加這一步驟，包裹在外殼的聚合物納米纖維可發揮自身粘結性無需外來膠黏劑，保證漿液體系簡潔性以及涂覆工藝簡單化；二、聚合物納米纖維包裹在外殼代替傳統陶瓷涂覆在基膜表面，解決了傳統電池浸潤性差，吸液率低的問題；三、聚合物納米纖維比無機材料更加絕緣，使得涂覆膜抗高擊穿電壓；四、包裹在無機納米粉體外的聚合物納米纖維交聯成網狀結構使無機納米粉體之間排列更加密實，既提高了涂層耐熱性又提高了穿刺強度，極大地保證了電池的安全性本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聚合物納米纖維成型微粒的制備方法，其特征在于，所述方法包括：將一種或多種聚合物納米纖維配制成分散液，在1000-1200r/min轉速下進行攪拌后再進行均質乳化，隨后依次進行低溫烘干、加熱結晶、粉碎過篩和除磁處理，即得所述聚合物納米纖維成型微粒；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述低溫烘干的溫度為60-90℃；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度設置為比所述聚合物納米纖維材料的熔點低10-40℃；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在所述均質乳化之后，還包括將乳化產物進行真空冷凍干燥處理；
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：向所述分散液中在攪拌條件下加入無機納米粉體，并持續攪拌60min；
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述無機納米粉體的粒徑為1nm-5000nm；
7.一種聚合物納米纖維成型微粒，其特征在于，所述聚合物納米纖維成型微粒由權利要求1-6任一項所述的制備方法
8.一種鋰電池隔膜涂覆漿料，其特征在于，其制備方法包括：
9.根據權利要求8所述的鋰電池隔膜涂覆漿料，其特征在于，所述分散劑選自聚羧酸銨鹽、聚羧酸鈉鹽、聚丙烯酸酯、磷酸酯中的一種或多種；
10.根據權利要求9所述的鋰電池隔膜涂覆漿料，其特征在于，其制備方法還包括：對分散漿液進行疏水改性；
...【技術特征摘要】
1.一種聚合物納米纖維成型微粒的制備方法，其特征在于，所述方法包括：將一種或多種聚合物納米纖維配制成分散液，在1000-1200r/min轉速下進行攪拌后再進行均質乳化，隨后依次進行低溫烘干、加熱結晶、粉碎過篩和除磁處理，即得所述聚合物納米纖維成型微粒；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述低溫烘干的溫度為60-90℃；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度設置為比所述聚合物納米纖維材料的熔點低10-40℃；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在所述均質乳化之后，還包括將乳化產物進行真空冷凍干燥處理；
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡一波，劉志朋，姜玉珍，王玉來，郅立鵬，
申請(專利權)人：青島中科華聯新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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