一种锂离子电池用隔膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池用隔膜的制备方法，先将聚乙烯、聚碳酸酯、顺丁烯二酸酐树脂、甲基丙烯酸羟乙酯、二氧化钛、聚乳酸、聚环内酯和增塑剂搅拌混合均匀，得到物料一，然后转入反应釜中，加热搅拌反应后出料，得到物料二，然后于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，得到基材薄膜；将羟丙甲纤维素、聚乙二醇、白炭黑和氧化锆加入到溶剂中，混合均匀，得到混合液；最后将基材薄膜浸入混合液中，加热保持一段时间后取出，然后在鼓风干燥箱中加热干燥后，自然冷却至室温，得到锂离子电池用隔膜。本发明提供的方法制备得到的锂离子电池用隔膜具有良好的机械性能与电学性能，能够广泛应用于锂离子电池中满足更高的使用要求。
【专利说明】
一种锂离子电池用隔膜的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池用隔膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在锂离子电池中，隔膜的作用主要有两个方面：一方面起到分隔正、负极，防止短 路的作用；另一方面，隔膜能够让锂离子通过，形成充放电回路。隔膜性能的优劣直接影响 着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜越薄，孔隙率越高，电池内阻越 小，高倍率放电性能越好，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
[0003]锂离子电池对隔膜的要求。1.具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离;2.有一 定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性;3.耐电 解液腐蚀，电化学稳定性好;4.对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;4.具有 足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等;5.空间稳定性和平整性好;6.热稳定性和 自动关断保护性能好。
[0004]锂离子电池对隔膜采用的基体材料是聚烯烃材料，其具有优异的力学性能、化学 稳定性和相对廉价的特点。隔膜基体材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。隔膜所采 用基体材料对隔膜力学性能以及与电解液的浸润度有直接的联系。尽管近年来有研究用聚 偏氟乙烯、纤维素复合膜等材料制备锂离子电池隔膜，但至今商品化的电池隔膜材料仍主 要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。现有的隔膜存在机械强度提高困难、电学性能不能满足使用 要求的状况，因此需要开发一种隔膜，能够保证优良机械性能的基础上满足使用的电学性 能要求。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种锂离子电池用隔膜 的制备方法，提升隔膜的机械性能与电学性能。
[0007] 本发明的技术方案如下： 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯40-50份、聚碳酸酯3-7份、顺丁烯二酸酐树脂2-5份、甲 基丙烯酸羟乙酯5-8份、二氧化钛5-10份、聚乳酸1-2份、聚环内酯1-3份和增塑剂3-5份，于 混合搅拌机中搅拌混合均匀，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在50-60°C条件下搅拌60-90分钟，出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，得到基材薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素3-5份、聚乙二醇1-2份、白炭黑10-15份和氧化 锆8-12份，加入到80-90份溶剂中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至70-80°C，保持30-40 分钟，将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至l〇〇-ll〇°C，保持90-120分钟，自然冷却至室 温，得到锂离子电池用隔膜。
[0008] 所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤一中增塑剂为甲酰胺。
[0009] 所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤一中搅拌混合的转速为120-150转/分 钟，搅拌时间15-20分钟。
[0010]所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤二中搅拌的速度为80-100转/分钟。 [0011]所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤三中挤出成膜的挤出温度为180-200 r。
[0012]所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤四中的溶剂为N，N-二甲基丙烯酰胺。 [0013] 所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，步骤四中聚乙二醇为聚乙二醇600。
[0014] 本发明提供的方法制备得到的锂离子电池用隔膜具有良好的机械性能与电学性 能，能够广泛应用于锂离子电池中满足更高的使用要求。
[0015]
【具体实施方式】： 实施例1 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯40份、聚碳酸酯3份、顺丁烯二酸酐树脂2份、甲基丙烯 酸羟乙酯5份、二氧化钛5份、聚乳酸1份、聚环内酯1份和甲酰胺3份，于混合搅拌机中搅拌混 合均匀，搅拌混合的转速为120转/分钟，搅拌时间15分钟，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在50°C条件下搅拌60分钟，搅拌的速度为80转/分钟， 出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，挤出温度为180-200 °C，得到基材 薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素3份、聚乙二醇600 1份、白炭黑10份和氧化锆8 份，加入到80份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至70°C，保持30分钟， 将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至100 °C，保持90分钟，自然冷却至室温，得到锂离子 电池用隔膜。
[0016] 实施例2 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯42份、聚碳酸酯4份、顺丁烯二酸酐树脂3份、甲基丙烯 酸羟乙酯6份、二氧化钛7份、聚乳酸1份、聚环内酯2份和甲酰胺4份，于混合搅拌机中搅拌混 合均匀，搅拌混合的转速为130转/分钟，搅拌时间16分钟，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在55°C条件下搅拌70分钟，搅拌的速度为85转/分钟， 出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，挤出温度为180-200 °C，得到基材 薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素4份、聚乙二醇600 2份、白炭黑12份和氧化锆10 份，加入到85份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至73°C，保持35分钟， 将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至l〇5°C，保持96分钟，自然冷却至室温，得到锂离子 电池用隔膜。
[0017] 实施例3 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯48份、聚碳酸酯5份、顺丁烯二酸酐树脂4份、甲基丙烯 酸羟乙酯7份、二氧化钛8份、聚乳酸2份、聚环内酯3份和甲酰胺4份，于混合搅拌机中搅拌混 合均匀，搅拌混合的转速为150转/分钟，搅拌时间18分钟，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在58°C条件下搅拌85分钟，搅拌的速度为100转/分 钟，出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，挤出温度为180-200 °C，得到基材 薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素4份、聚乙二醇600 2份、白炭黑13份和氧化锆11 份，加入到90份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至78°C，保持40分钟， 将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至ll〇°C，保持110分钟，自然冷却至室温，得到锂离 子电池用隔膜。
[0018] 实施例4 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯50份、聚碳酸酯7份、顺丁烯二酸酐树脂5份、甲基丙烯 酸羟乙酯8份、二氧化钛10份、聚乳酸2份、聚环内酯3份和甲酰胺5份，于混合搅拌机中搅拌 混合均匀，搅拌混合的转速为150转/分钟，搅拌时间20分钟，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在60°C条件下搅拌90分钟，搅拌的速度为100转/分 钟，出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，挤出温度为200°C，得到基材薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素5份、聚乙二醇600 2份、白炭黑15份和氧化锆12 份，加入到90份N，N-二甲基丙烯酰胺中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至80°C，保持40分钟， 将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至ll〇°C，保持120分钟，自然冷却至室温，得到锂离 子电池用隔膜。
[0019] 对以上实施例制备得到的锂离子电池用隔膜进行性能测试，结果如下：
从以上结果可以看出，本发明提供的方法制备得到的锂离子电池用隔膜具有良好的机 械性能与电学性能，能够广泛应用于锂离子电池中满足更高的使用要求。
【主权项】
1. 一种锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，取以重量份计的聚乙烯40-50份、聚碳酸酯3-7份、顺丁烯二酸酐树脂2-5份、甲 基丙烯酸羟乙酯5-8份、二氧化钛5-10份、聚乳酸1-2份、聚环内酯1-3份和增塑剂3-5份，于 混合搅拌机中搅拌混合均匀，得到物料一； 步骤二，将物料一转入反应釜中，在50-60°C条件下搅拌60-90分钟，出料，得到物料二； 步骤三，将物料二于双螺杆挤出机中进行挤出成膜，得到基材薄膜； 步骤四，将以重量份计的羟丙甲纤维素3-5份、聚乙二醇1-2份、白炭黑10-15份和氧化 锆8-12份，加入到80-90份溶剂中，混合均匀，得到混合液； 步骤五，将步骤三得到的基材薄膜浸入步骤四的混合液中，加热至70-80°C，保持30-40 分钟，将薄膜取出，然后在鼓风干燥箱中升温至l〇〇-ll〇°C，保持90-120分钟，自然冷却至室 温，得到锂离子电池用隔膜。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤一中增塑剂 为甲酰胺。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤一中搅拌混 合的转速为120-150转/分钟，搅拌时间15-20分钟。4. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌的 速度为80-100转/分钟。5. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤三中挤出成 膜的挤出温度为180_200°C。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤四中的溶剂 为N，N-二甲基丙烯酰胺。7. 根据权利要求1所述的锂离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，步骤四中聚乙二 醇为聚乙二醇600。
【文档编号】H01M2/16GK105845874SQ201610363502
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】周江, 王正飞, 杨同兴, 马骁
【申请人】江苏深苏电子科技有限公司