锂离子电池隔膜及其制备方法和应用与流程

文档序号:32888666发布日期:2023-01-12 22:29阅读:147来源:国知局
锂离子电池隔膜及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于锂电池部件领域,具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用。


背景技术:

2.隔膜是锂离子电池的重要组成部分,其作用是阻止正负极材料之间的物理接触,防止电池短路,保证充放电过程中li
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在正负极之间的快速传输。锂离子电池在充放电过程中会产生热量,使电池温度升高。当电池温度升高到一定程度后,供li
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传导的微孔将会闭合,并转变成无孔绝缘层,形成断路,阻断li
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的传输,起到保护电池的作用。但是聚合物微孔膜受热后也会发生收缩变形,一旦隔膜发生收缩变形破坏,会使电池的正负极直接接触,发生内短路,进一步会造成锂电池热失控的发生。
3.目前在商品化锂离子电池中大量使用的隔膜材料为聚乙烯微孔膜,其闭孔温度和破膜温度都受到其熔点的控制。当锂电池快速充放电时容易发生安全性方面的问题。目前提高隔膜耐热性能通常采用两种方法:一是采用三层复合隔膜,如pp/pe/pp;二是在pe、pp等聚烯烃基膜表面涂布耐温材料,如无机纳米颗粒al2o3、sio2等无机涂层和聚合物涂层,获得涂布隔膜。由于涂布隔膜具有良好的化学稳定性、热稳定性、工艺简单、成本低等特点,其成为提高锂离子电池热稳定性的主要途径。
4.尽管涂布隔膜具有优异的热稳定性,涂布液中的无机和有机颗粒容易填充在隔膜的表面微孔中,造成隔膜堵孔,使隔膜的透气性变差,透气度升高。现有技术中,基本上主要围绕通过调整涂布液配方的方法或者采用涂布后对隔膜进行处理的方式来解决涂布后隔膜透气度增加值偏高的问题,并无通过优化基膜工艺和配方去控制涂布后透气度增加值的相关专利。
5.分析以上专利,对于透气度增加值,目前行业内主要都是从涂层配方角度去降低透气度增加值的。基于以上分析,本发明从优化基膜生产工艺去降低涂布后透气度增加值的角度入手,提供了一种涂布后低透气度增加值的锂离子电池隔膜及其生产工艺。


技术实现要素:

6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池隔膜及其制备方法和应用,由此,实现了对第三基膜的表面孔径和泡点孔径的控制,解决了涂层后的锂离子电池隔膜的透气度增加值偏大的问题,显著提高了锂离子电池隔膜产品品质和实际工作效率。
7.在本发明的一个方面,本发明提出了一种制备锂离子电池隔膜的方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:
8.(1)将隔膜主料与成孔剂进行混合,加热,以便形成混合熔体;
9.(2)对所述混合熔体进行塑形,冷却,以便得到基材;
10.(3)对所述基材进行纵向拉伸,第一次横向拉伸,以便得到第一基膜;
11.(4)对所述第一基膜进行萃取,干燥,以便得到第二基膜;
12.(5)对第二基膜进行第二次横向拉伸,以便得到第三基膜;
13.(6)在所述第三基膜的表面形成涂层,以便得到锂离子电池隔膜;
14.其中,所述第二次横向拉伸的温度大于第一次横向拉伸的温度,第一次横向拉伸的温度大于纵向拉伸的温度;所述第二次横向拉伸的热定型温度为130℃-135℃。
15.根据本发明实施例的制备锂离子电池隔膜的方法,本发明在制备锂离子电池隔膜的过程中,通过控制第一次横向拉伸的温度大于纵向拉伸的温度,可以软化基材,使得更容易完成第一次横向拉伸;通过控制第二次横向拉伸的温度大于第一次横向拉伸的温度,可以软化第二基膜,使得第二基膜更容易完成第二次横向拉伸;通过控制第二次横向拉伸的热定型温度为130℃-135℃,既可以抑制过度的残余应力造成的第三基膜的热收缩,又可以使得第三基膜保持足够的强度,防止第三基膜表面熔融导致第三基膜表面闭孔。由此,实现了对第三基膜的表面孔径和泡点孔径的控制,解决了涂层后的锂离子电池隔膜的透气度增加值偏大的问题,显著提高了锂离子电池隔膜产品品质和实际工作效率。
16.另外,根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征:
17.在本发明的一些实施例中,所述纵向拉伸的倍率为6-10。
18.在本发明的一些实施例中,所述第一次横向拉伸的倍率为6-10。
19.在本发明的一些实施例中,所述第二次横向拉伸的倍率为1.2-1.8。
20.在本发明的一些实施例中,所述纵向拉伸的温度为80℃-95℃。
21.在本发明的一些实施例中,所述第一次横向拉伸的温度为115℃-125℃。
22.在本发明的一些实施例中,所述隔膜主料选自聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的至少一种。
23.在本发明的一些实施例中,所述成孔剂选自石蜡油、白油和大豆油中的至少一种。
24.在本发明的一些实施例中,所述隔膜主料与所述混合熔体的质量比为(0.25-0.3):1。
25.在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述加热温度为80℃-218℃。
26.在本发明的一些实施例中,所述第三基膜的表面孔径为60nm-100nm,所述第三基膜的泡点孔径为30nm-60nm。
27.在本发明的第二个方面,本发明提出一种锂离子电池隔膜。根据本发明的实施例,所述锂离子电池隔膜由所述制备锂离子电池隔膜的方法得到,由此,实现了对第三基膜的表面孔径和泡点孔径的控制,解决了涂层后的锂离子电池隔膜的透气度增加值偏大的问题,显著提高了锂离子电池隔膜产品品质和实际工作效率。
28.另外,根据本发明上述实施例的材料还可以具有如下附加的技术特征:
29.在本发明的一些实施例中,所述锂离子电池隔膜的透气度增加值为30s/100ml-60s/100ml。
30.在本发明的第三个方面,本发明提出一种锂离子电池,根据本发明的实施例,所述锂离子电池包括上述锂离子电池隔膜,由此,提高了锂离子电池的离子导通性,减少了锂离子电池的离子损耗,有利于锂离子电池的循环性能和倍率性能,同时减小了锂离子电池的阻抗。
31.在本发明的第四个方面,本发明提出一种用电设备。根据本发明的实施例,所述用
电设备包括上述锂离子电池,由此,使得装载上述锂离子电池的用电设备具有优异的续航能力,从而进一步满足了消费者的使用需求。
32.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
33.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
34.图1为本发明一个实施例的制备锂离子电池隔膜的方法的流程图;
35.图2为本发明一个实施例的塑形装置和冷却装置的结构示意图;
36.图3为本发明一个实施例的纵向拉伸装置的结构示意图。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的一个方面,本发明提出了一种制备锂离子电池隔膜的方法。根据本发明的实施例,参考附图1,上述方法包括:
39.s100:将隔膜主料与成孔剂进行混合,加热形成混合熔体
40.在该步骤中,将隔膜主料与成孔剂进行混合,加热,使得隔膜主料与成孔剂混合更加均匀。
41.在本发明的实施例中,隔膜主料的具体种类并不受特别限定,作为一个具体示例,隔膜主料可以选自聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的至少一种,优选分子量为40万-100万的聚乙烯树脂。
42.在本发明的实施例中,成孔剂的具体种类并不受特别限定,作为一个具体示例,成孔剂可以选自石蜡油、白油和大豆油中的至少一种,优选粘度为50mpa.s-70mpa.s的石蜡油。
43.在本发明的实施例中,隔膜主料与成孔剂进行混合的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,隔膜主料与成孔剂进行混合的装置可以为双螺旋挤出机。
44.根据本发明的一些具体实施例,在步骤s100中,上述隔膜主料与上述混合熔体的质量比为(0.25-0.3):1,由此,将上述隔膜主料与上述混合熔体的质量比控制在上述范围内,可以加强对第三基膜的微孔数目和微孔孔径的控制。发明人发现,如果隔膜主料含量过高,可能会导致混合熔体的微孔数目减少和微孔孔径减小;如果隔膜主料含量过低,萃取过后的混合熔体残留成孔剂含量过多,大量残留的成孔剂容易附在第三基膜的孔隙壁上,造成第三基膜的微孔孔径堵塞严重,导致第三基膜的孔隙率下降较多。
45.根据本发明的再一些具体实施例,在步骤s100中,上述加热温度为80℃-218℃,由此,将上述加热温度控制在上述范围内,进一步提高了隔膜主料与成孔剂混合均匀程度,有利于增加第三基膜的孔径均匀性和透气度均匀性。
46.s200:对混合熔体进行塑形,冷却得到基材
47.在该步骤中,对混合熔体进行塑形,通过塑形后的混合熔体有利于后续的拉伸处理;对混合熔体进行冷却处理得到基材,使得隔膜主料与成孔剂发生相分离,大部分成孔剂仍然处于厚片状基材内部,少部分处于厚片状基材表面、使得混合熔体冷却为基材,有利于后续拉伸过程的实现。
48.在本发明的实施例中,对混合熔体进行塑形的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,对混合熔体进行塑形的装置可以为挤出机;同样地,对塑形后的混合熔体进行冷却的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,对塑形后的混合熔体进行冷却的装置可以为钢辊。
49.根据本发明的又一些具体实施例,如图2所示,混合熔体通过双螺杆挤出机挤出后进行塑形,塑形后的混合熔体通常呈现厚片状,由此可以更好地实现后续的拉伸过程;将塑形后的混合熔体通入冷却装置进行冷却处理,冷却后得到的基材通过钢辊传送至后续的拉伸装置,其中冷却装置包括主冷却辊和剥离辊,主冷却辊的温度为18℃-25℃,主冷却辊的速度3m/min-5m/min,剥离辊的温度为18℃-25℃,剥离辊的速度3m/min-5m/min,由此进一步保证了混合熔体可以实现贴辊传动,实现了混合熔体充分降温的效果,极大地提高了冷却效率。
50.s300:对基材进行纵向拉伸,第一次横向拉伸得到第一基膜
51.在该步骤中,通过依次对基材进行纵向拉伸和第一次横向拉伸,可以更好地调控第三基膜的孔径均匀性和透气度均匀性。
52.根据本发明的又一些具体实施例,上述纵向拉伸的倍率为6-10,由此,将纵向拉伸的倍率限定在范围内,基材的分子链会发生纵向取向,确保了第三基膜的微孔孔径良好,且避免了对第三基膜的强度和取向造成太大的影响。发明人发现,如果纵向拉伸的倍率过小,会导致第三基膜的微孔孔径太小,影响锂离子电池隔膜的透气性,如果纵向拉伸的倍率过大,会对第三基膜的强度和取向造成影响,甚至会将基材直接扯破。
53.需要特别注意的是:在其他工艺条件不变的前提下,当纵向拉伸的倍率在6-10范围内时,增大纵向拉伸的倍率,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现增大趋势,锂离子电池隔膜的隔膜透气度增加值呈减小趋势。由此,有利于控制第三基膜的表面孔径和泡点孔径,进而降低锂离子电池隔膜的透气度增加值,提高锂离子电池隔膜的产品品质和实际工作效率。
54.根据本发明的又一些具体实施例,上述第一次横向拉伸的倍率为6-10,由此,将第一次横向拉伸的倍率限定在范围内,基材的分子链会发生横向取向,确保了第三基膜的微孔孔径合适,且避免了对第三基膜的强度和取向造成太大的影响。发明人发现,如果第一次横向拉伸的倍率过小,会造成第三基膜的微孔孔径太小,影响锂离子电池隔膜的透气性,如果第一次横向拉伸的倍率过大,会对第三基膜的强度和取向造成影响,甚至会将基材直接扯破。
55.根据本发明的又一些具体实施例,上述纵向拉伸的温度为80℃-95℃,由此,将纵向拉伸的温度限定在范围内,确保了基材的纵向拉伸的拉伸效果良好,且避免了对第三基膜的微孔数目和微孔孔径造成太大的影响。发明人发现,如果纵向拉伸的温度过低,会导致基材被拉伸的难度大大增加或者第三基膜的孔径过小;如果纵向拉伸的温度过高,基材的晶体会重新熔融成无取向的球晶,第三基膜的拉伸强度会降低。
56.根据本发明的又一些具体实施例,上述第一次横向拉伸的温度为115℃-125℃,由此,将第一次横向拉伸的温度限定在范围内,确保了基材的第一次横向拉伸的拉伸效果良好,且避免了对第三基膜的微孔数目和微孔孔径造成太大的影响。发明人发现,如果第一次横向拉伸的温度过低,基材被拉伸的难度大大增加或者第三基膜的孔径过小;如果第一次横向拉伸的温度过高,第一基膜会发生熔融重结晶,第三基膜的拉伸强度会降低。
57.需要特别注意的是:第一次横向拉伸的材料为含成孔剂的基材,在其他工艺条件不变的前提下,当第一次横向拉伸的温度在115℃-125℃范围内时,升高第一次横向拉伸的温度,可以促使含成孔剂的基材表面形成较大尺寸的成孔剂液滴,经过后续的萃取步骤后,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现增大趋势,锂离子电池隔膜的透气度增加值呈减小趋势。由此,有利于控制第三基膜的表面孔径和泡点孔径,进而降低锂离子电池隔膜的透气度增加值,提高锂离子电池隔膜的产品品质和实际工作效率。
58.在本发明的实施例中,上述纵向拉伸包括纵向拉伸预热段、纵向拉伸拉伸段和纵向拉伸热定型段;同样地,上述第一次横向拉伸包括横向拉伸预热段、横向拉伸拉伸段和横向拉伸热定型段。
59.在本发明的实施例中,实现纵向拉伸的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,实现纵向拉伸的装置可以选自钢辊和链夹机构中的至少一种;同样地,实现第一次横向拉伸的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,实现第一次横向拉伸的装置可以选自链夹机构;同样地,实现后续第二次横向拉伸的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,实现第二次横向拉伸的装置可以选自链夹机构。
60.根据本发明的又一些具体实施例,如附图3,通过钢辊将基材传送至纵向拉伸工序的预热区进行基材预热,基材受热后会发生软化,由此可以更好地对基材进行纵向拉伸;通过钢辊将预热完毕的基材传送至纵向拉伸工序的拉伸区进行拉伸;将拉伸后的基材通过钢辊传送至纵向拉伸工序的冷却段进行热定型,从而实现了对基材的纵向拉伸。进一步地,通过改变钢辊的速度就能够自由地控制纵向拉伸的倍率,进而更加容易地控制纵向拉伸的进程。
61.s400:对第一基膜进行萃取,干燥得到第二基膜
62.在该步骤中,对第一基膜进行萃取,干燥,可以去除第一基膜中存在的成孔剂,有利于后续的第二次横向拉伸步骤的实现。
63.在本发明的实施例中,对第一基膜进行萃取的萃取剂并不受特别限定,作为一个具体示例,对第一基膜进行萃取的萃取剂可以选自二氯甲烷。
64.在本发明的实施例中,对萃取后的第一基膜进行干燥的装置并不受特别限定,作为一个具体示例,对萃取后的第一基膜进行干燥的装置可以选自加热辊和负压室。
65.s500:对第二基膜进行第二次横向拉伸得到第三基膜
66.在该步骤中,通过对第二基膜进行第二次横向拉伸,有利于对纵向拉伸和第一次横向拉伸的拉伸效果的加强,有利于防止过度的残余应力引起第三基膜热收缩,有利于使得第三基膜保持足够的强度;通过控制第一次横向拉伸的温度大于纵向拉伸的温度,可以进一步软化基材,从而使得纵向拉伸完成的基材更容易完成第一次横向拉伸;通过控制第二次横向拉伸的温度大于第一次横向拉伸的温度,可以进一步软化第二基膜,使得第二基膜更容易完成第二次横向拉伸;通过控制第二次横向拉伸的热定型温度为130℃-135℃,既
可以抑制过度的残余应力造成的第三基膜的热收缩,又可以使得第三基膜保持足够的强度,防止第三基膜表面熔融导致第三基膜表面闭孔。
67.需要特别注意的是:在其他工艺条件不变的前提下,当第二次横向拉伸的热定型温度在130℃-135℃范围内时,增加第二次横向拉伸的热定型温度,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现减小趋势,且第三基膜的微孔在第二次横向拉伸热定型段发生收缩和坍塌的程度会相应变重,锂离子电池隔膜的透气度增加值呈增大趋势。由此,有利于控制第三基膜的表面孔径和泡点孔径,进而降低锂离子电池隔膜的透气度增加值,提高锂离子电池隔膜的产品品质和实际工作效率。
68.根据本发明的又一些具体实施例,上述第二次横向拉伸包括第二次横向拉伸预热段、第二次横向拉伸拉伸段和第二次横向拉伸热定型段。第二次横向拉伸预热段的温度为123℃-127℃,第二次横向拉伸拉伸段的温度为130℃-133℃。
69.根据本发明的又一些具体实施例,第二次横向拉伸的倍率为1.2-1.8倍,由此,将第二次横向拉伸的倍率限定在范围内,有利于增强纵向拉伸和第一次横向拉伸的拉伸效果,有利于防止过度的残余应力引起第三基膜热收缩,有利于使得第三基膜保持足够的强度。
70.根据本发明的又一些具体实施例,上述第三基膜的表面孔径为60nm-100nm,上述第三基膜的泡点孔径为30nm-60nm。
71.s600:在第三基膜的表面形成涂层得到锂离子电池隔膜
72.在该步骤中,在第三基膜的表面形成涂层,以便得到锂离子电池隔膜。
73.在本发明的实施例中,在第三基膜的表面形成涂层的方式并不受特别限定,作为一个具体示例,在第三基膜的表面形成涂层的方式可以为涂层液涂布。
74.根据本发明实施例的制备锂离子电池隔膜的方法,本发明通过将隔膜主料与成孔剂进行混合,加热,有利于隔膜主料与成孔剂混合更加均匀;对混合熔体进行塑形,通过塑形后的混合熔体更有利于拉伸处理;对混合熔体进行冷却处理得到基材,使得隔膜主料与成孔剂发生相分离,大部分成孔剂仍然处于厚片状基材内部,少部分处于厚片状基材表面、使得混合熔体冷却为基材,有利于拉伸步骤更好地实现;对第一基膜进行萃取,干燥,可以去除第一基膜中存在的成孔剂,有利于第二次横向拉伸步骤的实现;通过对第二基膜进行第二次横向拉伸,有利于对纵向拉伸和第一次横向拉伸的拉伸效果的加强,有利于防止过度的残余应力引起第三基膜热收缩,有利于使得第三基膜保持足够的强度;控制第一次横向拉伸的温度大于纵向拉伸的温度,可以进一步软化基材,使得完成纵向拉伸的基材更容易完成第一次横向拉伸;控制第二次横向拉伸的温度大于第一次横向拉伸的温度,可以进一步软化第二基膜,使得第二基膜更容易完成第二次横向拉伸;通过控制第二次横向拉伸的热定型温度为130℃-135℃,既可以抑制过度的残余应力造成的第三基膜的热收缩,又可以使得第三基膜保持足够的强度,防止第三基膜表面熔融导致第三基膜表面闭孔;在第三基膜的表面形成涂层得到锂离子电池隔膜。
75.在基膜表面涂布制备锂离子电池隔膜的过程中,涂布液中的较大颗粒会堵塞表面孔,表面孔的孔径明显减小,从而造成透气度升高,同时涂布液中的分散剂、粘结剂、溶剂等成分通过毛细管虹吸原理到达锂离子电池隔膜内部,内部孔的孔径明显减小,从而造成锂离子电池隔膜的透气度升高。现有技术主要通过调整涂布液配方的方法或者采用涂布后对
锂离子电池隔膜进行处理的方式来解决涂布后锂离子电池隔膜的透气度增加值高的问题。
76.本发明通过对基膜制备工艺进行优化,实现了对第三基膜的表面孔径和泡点孔径的控制,解决了涂层后的锂离子电池隔膜的透气度增加值偏大的问题,且不需要调整涂布液配方或者涂布后对锂离子电池隔膜进行处理,显著提高了锂离子电池隔膜产品品质和实际工作效率。
77.在本发明的第二个方面,本发明提出一种锂离子电池隔膜。根据本发明的实施例,上述锂离子电池隔膜由上述制备锂离子电池隔膜的方法得到,由此,实现了对第三基膜的表面孔径和泡点孔径的控制,解决了涂层后的锂离子电池隔膜的透气度增加值偏大的问题,显著提高了锂离子电池隔膜产品品质和实际工作效率。
78.根据本发明的又一些具体实施例,锂离子电池隔膜的透气度增加值为30s/100ml-60s/100ml。
79.在本发明的第三个方面,本发明提出一种锂离子电池,根据本发明的实施例,上述锂离子电池包括上述锂离子电池隔膜,由此,提高了锂离子电池的离子导通性,减少了锂离子电池的离子损耗,有利于锂离子电池的循环性能和倍率性能,同时减小了锂离子电池的阻抗。
80.在本发明的第四个方面,本发明提出一种用电设备。根据本发明的实施例,上述用电设备包括上述锂离子电池,由此,使得装载上述锂离子电池的用电设备具有优异的续航能力,从而进一步满足了消费者的使用需求。
81.具体地,该用电设备可以包括但不限于车辆、船舶或飞行器等。车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车。新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。
82.下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
83.实施例1:
84.一种制备锂离子电池隔膜的方法,制备方法如下:
85.(1)将聚乙烯树脂和石蜡油通过挤出系统混合,加热,从而得到固含量为28%的混合熔体,再将固含量为28%的混合熔体通过挤出系统挤出,其中,聚乙烯树脂的分子量为60万,石蜡油的粘度为60mpa.s,挤出系统包括双螺杆挤出机、熔体管、叠片过滤器和模头等区间,具体地,双螺杆挤出机的温度为207℃,熔体管的温度为210℃,叠片过滤器的温度为218℃,模头的温度为200℃;通过铸片辊(钢辊)对挤出后的混合熔体进行冷却,从而得到基材,其中,基材的温度为90℃;
86.(2)首先采用钢辊对基材进行纵向拉伸,再采用链夹机构对完成纵向拉伸的基材进行第一次横向拉伸,由此得到含油薄膜(含油基膜为第一基膜),其中,纵向拉伸的温度为98℃,纵向拉伸的倍率为6倍,第一次横向拉伸的温度为122℃,第一次横向拉伸的倍率为7.4倍;
87.(3)通过二氯甲烷槽对第一基膜进行萃取,去除第一基膜中含有的石蜡油,以便得到第二基膜;
88.(4)采用链夹机构对第二基膜进行第二次横向拉伸,其中第二次横向拉伸的预热段温度为125℃,第二次横向拉伸的拉伸段温度为133℃,第二次横向拉伸的热定型温度为
133℃,第二次横向拉伸的倍率为1.45,由此得到pe基膜(pe基膜即第三基膜);
89.将制备出的pe基膜采用陶瓷涂布液进行涂布,其中,pe基膜的厚度为16微米,涂层厚度为2微米,由此制备得到锂离子电池隔膜。
90.实施例2:
91.将该实施例的纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
92.实施例3:
93.将纵向拉伸的倍率改为8倍,其余内容均与实施例1相同。
94.实施例4:
95.将纵向拉伸的倍率改为10倍,其余内容均与实施例1相同。
96.实施例5:
97.将第一次横向拉伸的温度改为115℃,将纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
98.实施例6:
99.将第一次横向拉伸的温度改为120℃,将纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
100.实施例7:
101.将第一次横向拉伸的温度改为125℃,将纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
102.实施例8:
103.将第二次横向拉伸的热定型温度改为130℃,将纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
104.实施例9:
105.将第二次横向拉伸的热定型温度改为135℃,将纵向拉伸的倍率改为7.6倍,其余内容均与实施例1相同。
106.对比例1:
107.将纵向拉伸的倍率改为5倍,其余内容均与实施例1相同。
108.对比例2:
109.将纵向拉伸的倍率改为11倍,其余内容均与实施例1相同。
110.对比例3:
111.将第一次横向拉伸的温度改为122℃,其余内容均与实施例5相同。
112.对比例4:
113.将第一次横向拉伸的温度改为128℃,其余内容均与实施例5相同。
114.对比例5:
115.将第二次横向拉伸的热定型温度改为127℃,其余内容均与实施例8相同。
116.对比例6:
117.将第二次横向拉伸的热定型温度改为138℃,其余内容均与实施例8相同。
118.实施例1-9和对比例1-6的配方工艺条件、第三基膜物性和锂离子电池隔膜物性汇总如表1-3所示:
119.表1
[0120][0121]
表2
[0122][0123][0124]
表3
[0125][0126]
注:经过多次统计,第三基膜的表面孔径和泡点孔径统计偏差在
±
3nm左右。
[0127]
对以上实施例及对比例中有关数据的测试方法做出如表4所示的说明:
[0128]
表4
[0129][0130]
实施例1~9和对比例1~6数据表明:将纵向拉伸的倍率控制在6-10倍范围、将第一次横向拉伸的温度控制在115℃-125℃范围、将第二次横向拉伸的热定型温度控制在130℃-135℃范围,第三基膜的表面孔径尺寸可控制在60nm-100nm范围,第三基膜的泡点孔径尺寸可控制在30nm-60nm范围,涂布后的锂离子电池隔膜的透气度增加值可控制在30s/100ml-60s/100ml范围。
[0131]
通过表1可知,在其他工艺条件不变的前提下,当纵向拉伸的倍率在6-10范围内时,随着纵向拉伸倍率的增大,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现增大趋势,且表面孔径比泡点孔径尺寸略大,锂离子电池隔膜的透气度增加值呈减小趋势。当纵向拉伸的倍率小于6时,第三基膜的表面孔径和泡点孔径不再随着纵向拉伸倍率的增大呈现增大的趋势,当纵向拉伸的倍率大于10时,第三基膜直接被拉破,第三基膜结构受到严重破坏。
[0132]
通过表2可知,在其他工艺条件不变的前提下,当第一次横向拉伸的温度在115℃-125℃范围内时,随着第一次横向拉伸的温度的增加,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现增大趋势,且表面孔径比泡点孔径尺寸略大,锂离子电池隔膜的透气度增加值呈减小趋势。当第一次横向拉伸的温度小于115℃时,涂布后的锂离子电池隔膜的透气度增加值大于60s/100ml,锂离子电池隔膜的透气性较差,当第一次横向拉伸的温度大于125℃时,第三基膜直接被拉破,第三基膜结构受到严重破坏。
[0133]
通过表3可知,在其他工艺条件不变的前提下,当第二次横向拉伸的热定型温度在130℃-135℃范围内时,随着第二次横向拉伸的热定型温度的增加,第三基膜的表面孔径和泡点孔径均呈现减小趋势,且表面孔径比泡点孔径尺寸略大,锂离子电池隔膜的透气度增加值呈增大趋势。当第二次横向拉伸的热定型温度小于130℃时,涂布后的锂离子电池隔膜的透气度增加值大于60s/100ml,锂离子电池隔膜的透气性较差,当第二次横向拉伸的热定型温度大于135℃时,涂布后的锂离子电池隔膜的透气度增加值大于60s/100ml,锂离子电池隔膜的透气性较差。
[0134]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0135]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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