一种锂电池隔膜的制备方法与流程

文档序号:15314023发布日期:2018-08-31 22:32阅读:193来源:国知局

本发明涉及电池制造技术领域,具体涉及一种锂电池隔膜的制备方法。



背景技术:

锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。

由于锂电池的电解液为有机溶剂体系,因而需要耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。而现有的聚烯烃多孔膜直接是聚烯烃树脂、成孔剂和添加剂混合制成,使用过程中耐热温度低,一但温度过高其穿刺强度和韧性都会大大降低。



技术实现要素:

本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种锂电池隔膜的制备方法,从而提升聚烯烃多孔膜的穿刺强度和耐热温度。

本发明采用的技术方案如下:

本发明的锂电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:

步骤一,将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂、添加剂和陶瓷微粉均匀混合,挤出,经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压成厚片;

步骤二,将所述厚片经过预热辊加热至拉伸温度,再进行纵向拉伸,得到中间隔膜;

步骤三,步骤二中的中间隔膜进入横变装置的预热段,再进行横向拉伸,经收卷和时效处理后得到聚烯烃隔膜。

由于聚烯烃隔膜的耐热性能低,在高温下会导致穿孔强度降低,而陶瓷微粉耐热性高,化学性质稳定,具有一定的强度,在制作过程中加入陶瓷微粉可以提升聚烯烃隔膜的耐热性和强度,且不会影响聚烯烃薄膜的成孔性。同时在拉伸前进行预热,使聚烯烃膜更容易被拉伸,更容易获取合格的聚烯烃隔膜。

本发明的制备方法,所述横变装置设置有两条进行回转的特殊链条,链条侧边设置有一个薄膜厚度检测仪,链条上的夹具仅仅夹住厚片的边缘,并支撑在可变幅宽的导轨上,借助于两条链条的同向、同步运行实现对厚片的横向拉伸,通过厚度检测仪合格后进行冷却收卷。

由于采用上述方法,聚烯烃厚片边缘被夹具夹住,链条在横向拉伸时通过薄膜厚度检测仪控制拉伸的厚度,便于控制拉伸的厚度,避免了拉断或者是不符合厚度标准。

进一步地,所述聚烯烃树脂与成孔剂质量比为1:3~6,所述添加剂质量为成孔剂质量的0.3%~1%,所述陶瓷微粉质量为成孔剂质量的0.5%~1.5%。

进一步地,所述挤出温度为150℃~200℃,所述冷却辊的温度为2℃~25℃。

进一步地,所述厚片的厚度为0.7mm~1.5mm。

进一步地,所述纵向拉伸的预热温度为80℃~120℃,拉伸倍率为4~6。

进一步地,所述横向拉伸预热温度为100℃~120℃,拉伸倍率为1.5~2.8。

进一步地,所述时效处理的温度为40℃~70℃,时间为12h~24h。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1、在聚烯烃树脂熔融混合过程中加入陶瓷微粉不会影响隔膜的性能,同时还能够增强聚烯烃隔膜的耐热性,提高其穿刺强度。

2、厚度检测仪的设置能够在拉伸过程中检测厚度,便于拉伸出合格的厚度,提升了厚度的效率。

3、将聚烯烃树脂、成孔剂、添加剂和陶瓷微粉均匀混合后挤出提升了厚片的均匀度,也更便于后续拉伸。

4、先进行纵向拉伸,再进行横向拉伸保障了聚烯烃隔膜的厚度合格率,而且使拉伸也更均匀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

本发明的锂电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:

步骤一,将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂、添加剂和陶瓷微粉均匀混合,挤出,经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压成厚片;其中,聚烯烃树脂与成孔剂质量比为1:3,添加剂质量为成孔剂质量的0.3%,所述陶瓷微粉质量为成孔剂质量的0.5%,陶瓷微粉粒径为0.01um-1um,挤出温度为150℃,冷却辊的温度为2℃。

步骤二,将所述厚片经过预热辊加热至拉伸温度80℃,进行纵向拉伸,拉伸倍率为4,得到中间隔膜;

步骤三,步骤二中的中间隔膜进入横变装置的预热段,加热至100℃,进行横向拉伸,拉伸倍率为2.8,经收卷和时效处理后得到聚烯烃隔膜,时效处理的温度为40℃,时间为12h。

步骤三中,横变装置设置有两条进行回转的特殊链条,链条侧边设置有一个薄膜厚度检测仪,链条上的夹具仅仅夹住厚片的边缘,并支撑在可变幅宽的导轨上,借助于两条链条的同向、同步运行实现对厚片的横向拉伸,通过厚度检测仪合格后进行冷却收卷。

实施例2

本发明的锂电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:

步骤一,将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂、添加剂和陶瓷微粉均匀混合,挤出,经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压成厚片;其中,聚烯烃树脂与成孔剂质量比为1:6,添加剂质量为成孔剂质量的1%,所述陶瓷微粉质量为成孔剂质量的1.5%,陶瓷微粉粒径为1um,挤出温度为200℃,冷却辊的温度为25℃。

步骤二,将所述厚片经过预热辊加热至拉伸温度120℃,进行纵向拉伸,拉伸倍率为6,得到中间隔膜;

步骤三,步骤二中的中间隔膜进入横变装置的预热段,加热至120℃,进行横向拉伸,拉伸倍率为2.8,经收卷和时效处理后得到聚烯烃隔膜,时效处理的温度为70℃,时间为24h。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种锂电池隔膜的制备方法,该方法将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂、添加剂和陶瓷微粉均匀混合,挤出,经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压成厚片,再将厚片经过预热辊加热至拉伸温度,再进行纵向拉伸,得到中间隔膜,最后中间隔膜进入横变装置的预热段,再进行横向拉伸,经收卷和时效处理后得到聚烯烃隔膜。本发明在制作聚烯烃隔膜时候加入了陶瓷微粉,能够增强隔膜的耐热性,同时其拉伸工艺提升了隔膜厚度的合格率。

技术研发人员:代炎利
受保护的技术使用者:成都亿佰达电子科技有限公司
技术研发日:2018.05.31
技术公布日:2018.08.31
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