【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池隔膜，具體來說涉及一種簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池優異的能耗表現被廣泛應用于電子設備和新能源動力車輛的電源。在鋰離子電池中隔膜扮演著重要角色，它的主要功能是作為電解液儲存器和高效離子導體在電極之間有效地傳輸離子載流子，以及作為良好的電絕緣體防止電極之間的電接觸。鋰電池的安全性和高效率與隔膜的性能和結構緊密相連。作為電解液儲存器就需要隔膜具有較高的孔隙率和透氣度，而且需要保證隔膜和電池電極粘接牢固，因而必須開發出具有良好的粘接性能和透氣度低的隔膜。
2、當前，常見的隔膜涂層為水系陶瓷與聚偏氟乙烯(pvdf)形成的涂層，水系陶瓷與pvdf形成的涂層形貌普遍呈現出平行鋪展的特點，其表面結構相對單一，缺乏多樣性。這種平行鋪展的涂層可能導致部分微孔發生堵塞現象，進而阻礙鋰離子在電池內部的遷移，嚴重影響了電池的整體電化學性能以及隔膜的透氣性。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種制備漿料的方法。
2、本專利技術的另一目的在于提供上述方法獲得的漿料，所述漿料為簇狀團聚體漿液。
3、本專利技術的另一目的在于提供一種簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜。
4、本專利技術的另一目的在于提供上述簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜的制備方法。
5、本專利技術的目的是通過下述技術方案予以實現的。
6、一種制備漿料的方法，包括以下步驟：
7、步驟1，將水
8、在步驟1中，團聚劑為聚醚型水性聚氨酯(數均分子量mn為8000～10000g/mol)。
9、在步驟1中，將水和有機金屬框架于20～25℃混合，以1000～1200r/min的轉速攪拌10～15分鐘至均勻，加入原料，升溫至60～70℃，于60～70℃以1800～2000r/min的轉速攪拌30～40分鐘至混合均勻，加入團聚劑，于60～70℃以1000～1200r/min的轉速攪拌10～15分鐘至均勻，得到噴霧漿液。
10、在上述技術方案中，步驟1中水的體積份數和有機金屬框架的質量份數的比為(6～8)：(0.5～0.75)，體積份數的單位為l，質量份數的單位為kg。
11、步驟2，將所述噴霧漿液噴霧干燥，得到第一粉末；
12、在步驟2中，所述噴霧干燥的進風溫度為90～100℃，噴霧干燥的出風溫度為60～65℃，噴霧干燥的壓縮空氣氣源壓力為0.8～1.0mpa，噴霧干燥所用霧化機的頻率為260～280hz。
13、步驟3，將水、羧甲基纖維素鈉和所述第一粉末分散至均勻，得到漿料(簇狀團聚體漿液)，按質量份數計，所述第一粉末和羧甲基纖維素鈉的比為(1.03～1.085)：0.1。
14、在步驟3中，將水和羧甲基纖維素鈉(羧甲基纖維素鈉用于調節漿料黏稠程度)混合，以1000～1200r/min的速度分散10～15分鐘至均勻，加入第一粉末，以1800～2000r/min的速度分散30～60分鐘至均勻，得到漿料。
15、在上述技術方案中，步驟3中水的體積份數和羧甲基纖維素鈉的質量份數的比為(3～4)：0.1，體積份數的單位為l，質量份數的單位為kg。
16、在上述技術方案中，有機金屬框架(mofs)為鈷離子和有機配體通過配位鍵相互連接形成的晶態多孔材料。
17、在上述技術方案中，有機配體為2-甲基咪唑。
18、在上述技術方案中，有機金屬框架為zif-67型金屬有機骨架材料。
19、在上述技術方案中，制備有機金屬框架(mofs)的方法為：將鈷鹽、2-甲基咪唑和異丙醇混合，在攪拌條件下，于65～70℃反應12～14小時，離心，得到第一物質，將所述第一物質洗滌，干燥，得到第一沉淀物，在惰性氣體氛圍下，將所述第一沉淀物于280～290℃保溫3～5小時，冷卻至室溫，得到有機金屬框架，按物質的量份數計，鈷鹽中鈷和2-甲基咪唑的比為(10～12)：1。
20、在制備有機金屬框架的方法中，鈷鹽為硝酸鈷六水合物。
21、在制備有機金屬框架的方法中，2-甲基咪唑的物質的量份數和異丙醇的體積份數的比為1：(0.5～0.6)，所述物質的量份數的單位為mol，體積份數的單位為l。
22、上述方法獲得的漿料。
23、一種簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜，包括：基膜和基膜上的涂層，涂層中包括：有機金屬框架(mofs)和原料，按質量份數計，有機金屬框架和原料的比為(0.5～0.75)：1，原料為聚偏氟乙烯(pvdf)，原料包覆在有機金屬框架(mofs)外整體形成團聚體，團聚體的粒徑為30～100μm。
24、上述簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜的制備方法，包括：將所述漿料涂覆在基膜上，烘干，在基膜上得到涂層，得到簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜。
25、有機金屬框架和pvdf協同提高隔膜粘接性能的應用，pvdf(聚偏氟乙烯)的粒徑為d50：15～20μm。
26、有機金屬框架和pvdf協同降低隔膜透氣度的應用，pvdf(聚偏氟乙烯)的粒徑為d50：15～20μm。
27、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
28、1.本專利技術從分子層面出發提出一種既具有優良電化學特性、又具備獨特微觀結構的團聚形貌的涂層。本專利技術的隔膜顯著改善了鋰離子傳輸的暢通度，提高電池效率；增強了隔膜和極片的粘接力，有效提升了電池的整體性能及使用壽命；同時保證隔膜具有良好的透氣性能。
29、2.有機金屬框架的多孔性和基膜的孔洞結構使得鋰離子可以高效通過，團聚形貌的涂層使得隔膜電化學性能更加優異。原料和有機金屬框架協同提供優良的粘接性能。
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1.一種制備漿料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中水的體積份數和有機金屬框架的質量份數的比為(6～8)：(0.5～0.75)，體積份數的單位為L，質量份數的單位為kg。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟2中，所述噴霧干燥的進風溫度為90～100℃，噴霧干燥的出風溫度為60～65℃，噴霧干燥的壓縮空氣氣源壓力為0.8～1.0MPa，噴霧干燥所用霧化機的頻率為260～280Hz。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中水的體積份數和羧甲基纖維素鈉的質量份數的比為(3～4)：0.1，體積份數的單位為L，質量份數的單位為kg。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，有機金屬框架為鈷離子和有機配體通過配位鍵相互連接形成的晶態多孔材料，有機配體為2-甲基咪唑。
6.如權利要求1～5任意一項所述方法獲得的漿料。
7.一種簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜，其特征在于，包括：基膜和基膜上的涂層，涂層中包括：有機金屬框架和原料，按質量份數計，有機金屬框
8.如權利要求7所述簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括：將所述漿料涂覆在基膜上，烘干，在基膜上得到涂層，得到簇狀團聚結構鋰離子電池隔膜。
9.有機金屬框架和聚偏氟乙烯協同提高隔膜粘接性能的應用，其特征在于，聚偏氟乙烯的粒徑為D50：15～20μm。
10.有機金屬框架和聚偏氟乙烯協同降低隔膜透氣度的應用，其特征在于，聚偏氟乙烯的粒徑為D50：15～20μm。
...【技術特征摘要】
1.一種制備漿料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中水的體積份數和有機金屬框架的質量份數的比為(6～8)：(0.5～0.75)，體積份數的單位為l，質量份數的單位為kg。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟2中，所述噴霧干燥的進風溫度為90～100℃，噴霧干燥的出風溫度為60～65℃，噴霧干燥的壓縮空氣氣源壓力為0.8～1.0mpa，噴霧干燥所用霧化機的頻率為260～280hz。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中水的體積份數和羧甲基纖維素鈉的質量份數的比為(3～4)：0.1，體積份數的單位為l，質量份數的單位為kg。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，有機金屬框架為鈷離子和有機配體通過配位鍵相互連接形成的晶態多孔材料，有機配體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁海朝，徐鋒，何嘉華，李阿龍，邢鵬，蘇碧海，呼世磊，崔瑞航，李志偉，彭輝，江旭陽，
申請(專利權)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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