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基于工艺-组分协同优化的勃姆石涂覆锂电池隔膜性能OA

Boehmite-Coated Lithium-Ion Battery Separator Performance Enabled by Process-Composition Synergistic Optimization

中文摘要英文摘要

本研究通过协同优化勃姆石陶瓷浆料配方与涂覆工艺,显著提升了聚丙烯(PP)隔膜的综合性能.采用球磨法制备水性浆料,系统研究了球磨时间、pH及黏结剂用量.结果表明:球磨 60 min可使颗粒D₅₀降至约 410 nm;pH为 9.5~10.5 时浆料离心沉淀率<9%,结合 8%聚丙烯酸酯黏结剂,涂层剥离强度提升至约 1.8 N/13 mm.勃姆石含量为 30%时,隔膜综合性能较优:刺穿强度提升至 715 g,电解液吸收率达 114%,130℃横向和纵向热收缩率分别约为 2.40%和 0.87%;此外,FTIR(748 cm-1 处Al—O特征峰)、EDS(Al元素特征信号)及SEM证实颗粒均匀分布且负载(30%勃姆石).本研究可为高安全性锂离子电池隔膜开发提供工艺与组分协同优化依据.

This study demonstrates a significant enhancement in the overall performance of polypropylene(PP)separators through the synergistic optimization of boehmite(γ-AlOOH)ceramic slurry formulation and coating process.An aqueous slurry was prepared via ball milling,with a systematic investigation conducted on the ball milling time,pH value,and binder content.The results indicated that ball milling for 60 minutes reduced the particle D50 to approximately 410 nm.When the slurry pH was maintained between 9.5 and 10.5,the centrifugal sedimentation rate was optimized to below 9%.Coupled with the incorporation of 8%polyacrylate binder,the coating peel strength was increased to approximately 1.8 N/13 mm.The separator coated with a 30%boehmite loading exhibited superior overall performance:puncture strength was enhanced to 715 g,electrolyte uptake reached 114%,and the thermal shrinkage rates at 130℃were approximately 2.40%and 0.87%in the transverse(TD)and machine(MD)directions,respectively.Furthermore,FTIR(characteristic Al—O peak at 748 cm-1),EDS(characteristic Al element signal),and SEM analyses confirmed the uniform distribution and successful loading of the particles(30%boehmite sample).This research provides crucial insights into the synergistic optimization of process parameters and component formulation for the development of high-safety lithium-ion battery separators.

张朝益;吴铛;史博;陈杏梅;陈梦麟;徐井水

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通用工业技术

陶瓷涂覆锂离子电池聚烯烃隔膜勃姆石浆料稳定性

ceramic coatinglithium-ion batterypolyolefin separatorboehmiteslurry stability

《广东石油化工学院学报》 2026 (1)

8-13,6

广东省科技专项资金项目(2019ST115)茂名市科技计划项目(2022S040)

10.26962/j.cnki.1991.2026.0002

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