电动汽车行业目前正处于产业发展初期,从长远看具有非常广阔的发展前景。依据十三五规划,2020年我国全年电动汽车产量将达到200万辆,据此测算得出电动汽车用锂电池的需求量将会超过110GWh。电动汽车用锂电池行业近4年的复合增长率达到40%,电动汽车用锂电池隔膜也充分受益于电动汽车行业而快速发展。电动汽车用锂离子电池一般要求较高的安全性能、优异电性能和长循环寿命,因此对隔膜各方面性能要求更加严格。聚烯烃类锂电池隔膜一般熔点较低,在温度过高时容易发生热收缩导致尺寸形变,情况严重时会形成电池短路造成热失控。另外,聚烯烃类隔膜本身吸收和保持电解液的能力较差,不利于锂离子在电池充放电过程中界面锂离子传输以及电化学反应的进行。为了弥补聚烯烃类隔膜的短板,业内普遍采用无机陶瓷等材料涂布改性的措施来提高隔膜的高温尺寸稳定性和电解液的浸润能力。但是,在利用无机陶瓷改性隔膜制作较大尺寸的聚合物电池时,隔膜与极片间无粘接力,电池整体硬度较差,入壳难度比较高,影响成品率。另外,无机陶瓷涂层透气性主要来自无机微粒物理堆积形成的空隙,涂层加厚耐热尺寸稳定性升高,但堵孔加重,透气性降低,涂层减薄透气性增加,而耐热尺寸稳定性又变差。因此,涂层厚度、透气性和耐热稳定性相互制约,具有一定局限性。无机涂层本身对隔膜的拉伸强度和刺穿强度等机械性能并无改善作用,在受到重物冲击和挤压时容易发生断裂引发短路、燃烧,甚至爆炸等安全事故,不能很好地满足电动汽车锂离子电池的使用要求。本论文将理论研究与生产实际相结合,采用PVDF(聚偏氟乙烯)对聚烯烃锂电池隔膜进行涂布改性,通过对PVDF涂布液配方设计和制备工艺进行优选,制备出综合性能优异的PVDF涂布改性锂电池隔膜。重点开展了隔膜的交流阻抗、透气度、耐热尺寸稳定性和机械强度等系列测试,并利用涂布改性隔膜制作成软包锂离子电池。参照有关国家标准分别进行了循环寿命、安全性能和电性能测试。测试结果显示,与传统PE隔膜相比,PVDF涂布改性后隔膜离子电导率提高约1.1~1.2倍,吸液保液能力提高约2倍,耐热尺寸稳定性从130℃提高到150℃左右;组装成软包锂电池后20C倍率放电容量保持率高达47%,改善效果明显;循环测试500周后容量保持率从23.57%提升至56.09%,针刺和重物冲击安全性均有明显提升。总之,所制备的PVDF涂布改性锂电池隔膜综合性能优异,能够满足电动汽车用锂电池应用要求。