吹膜法单向拉伸生产pp、pe复合结构隔膜的制备方法

文档序号:9710021
吹膜法单向拉伸生产pp、pe复合结构隔膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池隔膜领域,具体涉及的是吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]锂离子动力电池在电动工具、备用电源、电动自行车、轻型电动车等大型设备上的应用日益受到关注,而这些设备要求电池具备大容量、高效率等条件。锂离子动力电池能否满足高安全、高效率、长寿命的基本要求,是众多专家学者探讨的重要课题。
[0003]吹膜法单向拉伸PP、PE复合结构安全隔膜制品,广泛应用于工业生产,这种隔膜制品具有高的离子电导率,以降低电池内阻;电子导电性低,保证电极间有效的隔离;内部短路时能提供更好的保护;而且电解质层的厚度小;过度充电时可提供足够的安全性,有较好的力学性能及热稳定性。聚乙烯、聚丙烯膜由于特殊的结构与性能,在吹膜法单向拉伸PP、PE复合结构安全隔膜制品中离子电池隔膜占重要的地位。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题,提供吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,制得的隔膜具有良好的机械强度、为锂电池提供更好的安全保护。
[0005]为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
[0006]吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,包括以下步骤:
[0007]步骤1)基膜生产;在PP材料中加入PE材料,使用挤出机向一个复合机头同时供给材料,混合共挤成膜,采用共挤吹膜机将薄膜合成多层结构基膜;
[0008]步骤2)热处理;将基膜放置在烘箱内进行热处理,使材料达到弹性指标范围在50%-90%的高弹性状态;
[0009]步骤3)冷拉伸;将高弹性的基膜冷拉伸形成银纹缺陷;
[0010]步骤4)热拉伸;将冷拉伸后的基膜进行热拉伸形成微孔结构,当孔径80%集中在32-36nm时停止热拉伸;
[0011 ]步骤5)定型;将步骤4得到的基膜定型制成微孔膜。
[0012]作为优化的,所述步骤1中的PP和PE的质量比为7:3。
[0013]作为优化的,所述步骤2的热处理温度为110-130°C,时间为5-24小时。
[0014]作为优化的,所述步骤3的冷拉伸的处理条件为温度20-50°C,拉伸速度为2-20m/min,拉伸比为0.2-1.5。
[0015]作为优化的,所述步骤4的热拉伸的处理条件为温度100_125°C、拉伸速度为2-20m/min、拉伸比为0.5-3。
[0016]作为优化的,所述步骤4的微孔结构的孔径为20-50nm。
[0017]作为优化的,所述步骤5的定型条件为温度90-140°C,定型速度2-20m/min,定型比为0.5-2.5。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]本发明制备的微孔膜,利用PE低自闭温度和PP高膜破碎温度的特性,最终制得的膜闭孔温度在128—133°C,膜破碎温度在168—180°C,PE微孔膜在120—130°C之间熔化,其早期关闭特点使得易于抑制与微孔关闭的相关温度的升高,满足锂离子电池的使用特性。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合实施例,来详细说明本发明。
[0021]实施例1
[0022]取200kg的PP和200kg的PE作为原材料
[0023]步骤1)通过多台挤出机分别式PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中,温度设定在180°C,采用吹膜的方法制成基膜;
[0024]步骤2)吹膜好的基膜进行热处理,烘箱温度设定110°C,时间设定在5小时,使材料达到高弹性体,达到拉伸成孔的要求,基膜弹性达到70% ;
[0025]步骤3)在20°C,拉伸速度为2m/min,拉伸比为0.2的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷;
[0026]步骤4)在100°C,拉伸速度为2m/min,拉伸比为0.5的拉伸条件下拉伸形成微孔结构,微孔的孔径为30nm;
[0027]步骤5)在温度为90°C,定型速度为2m/min,定型比为1.5倍的条件下制成微孔膜产品Ο
[0028]实施2
[0029]取200kg的ΡΡ和200kg的ΡΕ作为原料
[0030]步骤1)通过挤出机将PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中,温度为200°C,采用吹膜的方法制成基膜;
[0031 ]步骤2)吹膜好的基膜进行热处理,烘箱温度设定120°C,时间设定在15小时,使材料达到高弹性体,达到拉伸成孔的要求,基膜弹性达到70% ;
[0032]步骤3)将热处理后的基膜进行冷拉伸,在35°C,拉伸速度为10m/min,拉伸比为0.8的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷;
[0033]步骤4)在110°C、拉伸速度为10m/min的条件下拉伸形成微孔结构,微孔结构的孔径在35nm;
[0034]步骤5)在温度120°C、定型速度为10m/min、定型比为1倍的条件下制成微孔膜。
[0035]实施例3
[0036]取200kg的PP和200kg的PE作为原料
[0037]步骤1)通过挤出机将PP、PE熔融塑化后进入同一个口模中,温度为250°C,采用吹膜的方法制成基膜;
[0038]步骤2)吹膜好的基膜进行热处理,烘箱温度设定130°C,时间设定在24小时,使材料达到高弹性体,达到拉伸成孔的要求,基膜弹性达到70% ;
[0039]步骤3)将热处理后的基膜进行冷拉伸,在50°C,拉伸速度为20m/min,拉伸比为1.5的拉伸条件下拉伸形成银纹缺陷;
[0040]步骤4)在125°C、拉伸速度为20m/min的条件下拉伸形成微孔结构,微孔结构的孔径在45nm;
[0041 ]步骤5)在温度140°(3、定型速度为20111/1]1;[11、定型比为2.5倍的条件下制成微孔膜。
[0042]以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1)基膜生产;在PP材料中加入PE材料,使用挤出机向一个复合机头同时供给材料,混合共挤成膜,采用共挤吹膜机将薄膜合成多层结构基膜; 步骤2)热处理;将基膜放置在烘箱内进行热处理,使材料达到弹性指标范围在50%-90%的尚弹性状态; 步骤3)冷拉伸;将高弹性的基膜冷拉伸形成银纹缺陷; 步骤4)热拉伸;将冷拉伸后的基膜进行热拉伸形成微孔结构,当孔径80%集中在32-36nm时停止热拉伸; 步骤5)定型;将步骤4得到的基膜定型制成微孔膜。2.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的PP和PE的质量比为7:3。3.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2的热处理温度为110-130°C,时间为5-24小时。4.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3的冷拉伸的处理条件为温度20-50°C,拉伸速度为2-20m/min,拉伸比为0.2~1.5。5.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤4的热拉伸的处理条件为温度100-125°C、拉伸速度为2-20m/min、拉伸比为0.5_3。6.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤4的微孔结构的孔径为20-50nm。7.根据权利要求1所述的吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,其特征在于:所述步骤5的定型条件为温度90-140°C,定型速度2-20m/min,定型比为0.5-2.5。
【专利摘要】本发明公开了吹膜法单向拉伸生产PP、PE复合结构隔膜的制备方法,包括以下步骤:基膜生产→热处理→冷拉伸→热拉伸→定型。本发明制备的微孔膜,利用PE低自闭温度和PP高膜破碎温度的特性,最终制得的膜闭孔温度在128-133℃,膜破碎温度在168-180℃,PE微孔膜在120-130℃之间熔化,其早期关闭特点使得易于抑制与微孔关闭的相关温度的升高,满足锂离子电池的使用特性。
【IPC分类】H01M2/14, H01M10/0525
【公开号】CN105470434
【申请号】CN201510956694
【发明人】范建国, 孙卫建
【申请人】江门市龙世纪科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月17日
再多了解一些
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