高浸润性锂离子电池隔膜的原料及隔膜的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种高浸润性锂离子电池隔膜的原料由聚烯烃树脂和马来酸酐接枝聚丙烯制成。本发明还公开了利用该原料加工高浸润性锂离子电池隔膜的方法，包括如下步骤：步骤1：将聚烯烃树脂、马来酸酐接枝聚丙烯与其它添加剂通过搅拌混料机搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；步骤2：将混合物Ⅰ加入到挤出流延系统中进行铸片，制备前驱体膜；步骤3：将所得前驱体体膜放入恒温烘箱中进行退火处理；步骤4：将退火后的前驱体膜进行纵向拉伸，制备出具有微孔结构的隔膜。本发明制备的隔膜浸润性高、成本低，加工工序简单。
【专利说明】高浸润性锂离子电池隔膜的原料及隔膜的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池，尤其是涉及一种加工的隔膜浸润性高、成本低的高浸润 性锂离子电池隔膜的原料及一种加工工序简单的隔膜的加工方法。
【背景技术】
[0002] 由于锂离子电池具有单体电压高、比能量高和自放电小等优点，因此被广泛应用 于数码产品、电动工具和电动汽车等领域。锂离子电池的隔膜绝大部分是采用聚烯烃材料 为原料，通过单向或双向拉伸制备而成。然而由于聚烯烃材料具有的疏水性使得其对极性 的电解液浸润性很差，严重影响电解液吸液率、保液率及电池循环性等电化学及电池性能。 因此提高聚烯烃隔膜对电解液的浸润性具有重要的意义。目前提高隔膜对电解液的浸润性 的方法就是在隔膜表面涂覆陶瓷以提高隔膜的浸润性和耐热性。然而该方法的加工设备价 格高且原料成本也较高，同时工序较为复杂，在一定程度上限制了其大规模使用。
【发明内容】
[0003] 为克服上述缺点，提供一种加工的隔膜浸润性高、成本低的高浸润性锂离子电池 隔膜的原料，本发明的另一目的是提供一种加工工序简单的隔膜的加工方法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种高浸润性锂离子电池隔膜的原料 法，由聚烯烃树脂和马来酸酐接枝聚丙烯制成。
[0005] 作为一种优选方式，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0. 1% -10%。
[0006] 作为一种优选方式，还包括抗氧剂。
[0007] 作为一种优选方式，还包括增塑剂。
[0008] 本发明还公开了一种高浸润性锂离子电池隔膜的加工方法，包括如下步骤：
[0009] 步骤1 :将聚烯烃树脂、马来酸酐接枝聚丙烯与其它添加剂通过搅拌混料机搅拌 均匀，得到混合物I ;
[0010] 步骤2 :将混合物I加入到挤出流延系统中进行铸片，制备前驱体膜；
[0011] 步骤3 :将所得前驱体体膜放入恒温烘箱中进行退火处理；
[0012] 步骤4 :将退火后的前驱体膜进行纵向拉伸，制备出具有微孔结构的隔膜。
[0013] 作为一种优选方式，所述步骤1中搅拌混料机的搅拌速度为500-6000rpm，搅拌时 间为 10-40min。
[0014] 作为一种优选方式，所述步骤2中挤出机的温度为180-240°C，模头温度为 185-235°C，流延辊温度为30-120°C，制备的前驱体膜厚度为10-40μπι。
[0015] 作为一种优选方式，所述步骤3烘箱的温度为100-155°C，退火时间为10-300分 钟。
[0016] 作为一种优选方式，所述步骤4中拉伸温度为100-155°C，拉伸倍率为0. 5-3. 0。
[0017] 本高浸润性锂离子电池隔膜可应用于制备锂离子电池的隔膜，尤其用于锂离子动 力电池隔膜，有利于提高其快速充放电的使用安全性能及综合性能。
[0018] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0019] 通过本原料加工的隔膜浸润性高、成本较低，本方法具有工序简单的优点。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021] 一种高浸润性锂离子电池隔膜的原料法，主要由聚烯烃树脂和马来酸酐接枝聚丙 烯制成。其中马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率优选为0. 1% -10%。
[0022] 在此原料中还可加入抗氧剂和/或增塑剂。
[0023] -种利用上述原料加工高浸润性锂离子电池隔膜的方法，包括如下步骤：
[0024] 步骤1 :将聚烯烃树脂、马来酸酐接枝聚丙烯与其它添加剂通过搅拌混料机搅拌 均匀，得到混合物I ;其中，搅拌混料机的搅拌速度为500-6000rpm，搅拌时间为10-40min。
[0025] 步骤2 :将混合物I加入到挤出流延系统中进行铸片，制备前驱体膜；其中，挤出 机的温度为180_240°C，模头温度为185-235°C，流延辊温度为30-120°C，制备的前驱体膜 厚度为10-40 μ m。
[0026] 步骤3 :将所得前驱体体膜放入恒温烘箱中进行退火处理；其中，烘箱的温度为 100-155°C，退火时间为10-300分钟。
[0027] 步骤4 :将退火后的前驱体膜进行纵向拉伸，制备出具有微孔结构的隔膜；其中， 拉伸温度为l〇〇_155°C，拉伸倍率为0. 5-3. 0。。
[0028] 下面结合具体实施例和对比例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是 用于说明本发明，并不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体情 况做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0029] 以下实施例中，聚丙烯树脂采用一种薄膜级高等规聚丙烯，熔融指数为 3. 0g/10min(2. 16kg)，等规度为98%，密度0. 91g/cm3。制备流延膜时的其它助剂，抗氧剂 1010的添加量为0. 2%，邻苯二甲酸二辛酯的添加量为2%。
[0030] 实施例1
[0031] 准确称量聚丙烯：100kg，抗氧剂1010 :0.2kg，马来酸酐接枝聚丙烯（接枝率 0. 9%) :30kg。通过流延系统铸片制备前驱体膜A，挤出机温度：230°C，模头温度：215°C， 流延辊温度：90摄氏度，模头开度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷长度：1000m。
[0032] 将前驱体膜A放入恒温烘箱进行热处理，热处理温度：130°C，热处理时间：15小 时。
[0033] 将经过热处理的前驱体膜A，进行拉伸，制备得到锂离子电池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸温度120°C，定型温度140°C。
[0034] 实施例2
[0035] 准确称量聚丙烯：98kg，抗氧剂1010 :0.2kg，马来酸酐接枝聚丙烯（接枝率 1. 5% ) :10kg。通过流延系统铸片制备前驱体膜B，挤出机温度：230°C，模头温度：215°C， 流延辊温度：90摄氏度，模头开度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷长度：1000m。
[0036] 将前驱体膜B放入恒温烘箱进行热处理，热处理温度：130°C，热处理时间：15小 时。
[0037] 将经过热处理的前驱体膜B，进行拉伸，制备得到锂离子电池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸温度120°C，定型温度140°C。
[0038] 对比例1
[0039] 使用聚丙烯树脂，通过流延系统铸片制备前驱体膜D，挤出机温度：230°C，模头 温度：215°C，流延辊温度：90摄氏度，模头开度：2. 0mm，流延膜厚度：18. 5um，收卷长度： 1000m。
[0040] 将前驱体膜D放入恒温烘箱进行热处理，热处理温度：130°C，热处理时间：15小 时。
[0041] 将经过热处理的前驱体膜D，进行拉伸，制备得到锂离子电池隔膜，拉伸比率： 2. 2,拉伸温度120°C，定型温度140°C。
[0042] 各实施例和对比例对电解液的接触角情况如表1所示，其中电解液为： EC:EMC:DMC = 1:1:1。
[0043] 表 1
[0044]
【权利要求】
1. 一种高浸润性锂离子电池隔膜的原料，其特征在于：由聚烯烃树脂和马来酸酐接枝 聚丙細制成。
2. 根据权利要求1所述的原料，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为 0? 1% -10%。
3. 根据权利要求1所述的原料，其特征在于：还包括抗氧剂。
4. 根据权利要求1所述的原料，其特征在于：还包括增塑剂。
5. -种高浸润性锂离子电池隔膜的加工方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1 :将聚烯烃树脂、马来酸酐接枝聚丙烯与其它添加剂通过搅拌混料机搅拌均匀， 得到混合物I; 步骤2 :将混合物I加入到挤出流延系统中进行铸片，制备前驱体膜； 步骤3 :将所得前驱体体膜放入恒温烘箱中进行退火处理； 步骤4 :将退火后的前驱体膜进行纵向拉伸，制备出具有微孔结构的隔膜。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌混料机的搅拌速度为 500-6000rpm，搅拌时间为 10-40min。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤2中挤出机的温度为 180-240 °C，模头温度为185-235 °C，流延辊温度为30-120 °C，制备的前驱体膜厚度为 10-40 u m。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤3烘箱的温度为100-155°C，退 火时间为10-300分钟。
9. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤4中拉伸温度为100-155°C，拉 伸倍率为0.5-3. 0。
【文档编号】H01M2/14GK104403195SQ201410670346
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】黄恩德, 蒋坤, 陈良 申请人:深圳市星源材质科技股份有限公司