一种耐高温锂电池隔膜制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，具体包括以下步骤：(1)配料；(2)挤出、复合成型；(3)等离子体处理；(4)双向同步拉伸；(5)在线收卷：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔膜内部的热应力，去除应力后的三层隔膜经在线收卷机卷绕得到最终的产品。本发明专利技术工艺制备锂电池隔膜，在拉伸孔径之前对基膜进行拉伸前处理，首先对基膜进行纳米氧化物喷涂，然后在基膜表面进行等离子体处理，隔膜机械性能提高，延长了锂电池的使用寿命，保证了工作的安全性，应用前景十分广阔，采用此方法得到的锂电池隔膜的熔断温度比单独PE成分的隔膜高60～80℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，属于锂电池

技术介绍
隔膜是电池重要的原材料之一，其作用是将正极与负极材料隔开，容许离子通过，阻止电子通过，锂电池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。随着锂离子电池的不断发展，尤其是在动力汽车和大容量储能电池方面，为了能够实现高倍率快速放电而对锂电池隔膜提出了更高的要求，既希望隔膜具有较高的孔隙率及通孔，又对耐高温性能提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，以便改善锂电池的性能，便于锂电池能耐高温，延长锂电池使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，具体包括以下步骤：(1)配料：内层、外层配料：按照聚乙烯与白油的重量比为0.2～2∶1进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料为聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的混合物B，聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的质量百分比分别为：聚烯烃树脂15～30％、无机颗粒3～8％、余量为增塑剂；聚烯烃树脂为乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述无机颗粒为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铋的耐高温氧化物；增塑剂为液体石蜡、固体石蜡或者邻苯二甲酸二异丁酯中的一种；(2)挤出、复合成型：将混合物A通过双螺杆挤出机得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层20％：中间层60％：外层20％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为60℃、50℃、40℃、30℃的四个激冷辊后得到组成为A/B/A的挤出铸片；(3)等离子体处理：将铸片放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，三个纳米氧化物喷涂器分别对三层膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；纳米氧化物溶液中的溶剂是丙酮或乙醇，纳米氧化物
为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆或氧化铈，纳米氧化物的添加量为0.3wt％～3wt％；经过纳米氧化物喷涂后的铸片在导向辊的作用下继续传送至相应的等离子体处理设备上，其中，等离子体处理的处理时间为10～60S；(4)双向同步拉伸：处理后的挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为6倍，横拉比为6倍薄膜；薄膜的预热温度为120℃，拉伸温度为135℃，冷却定型温度为40℃；得到的三层隔膜初级产物经过横拉机后到扩幅后的三层隔膜；横拉机的横拉比为1.4倍，横拉机温度为110℃。(5)在线收卷：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔膜内部的热应力，去除应力后的三层隔膜经在线收卷机卷绕得到最终的产品。该专利技术的有益效果在于：本专利技术工艺制备锂电池隔膜，在拉伸孔径之前对基膜进行拉伸前处理，首先对基膜进行纳米氧化物喷涂，然后在基膜表面进行等离子体处理，干燥后再进行拉伸造孔处理，涂覆的纳米氧化物可以使锂电池隔膜的耐高温性能，耐酸性，吸液保液能力大幅度上升，自放电率降低，隔膜机械性能提高，延长了锂电池的使用寿命，保证了工作的安全性，应用前景十分广阔，采用此方法得到的锂电池隔膜的熔断温度比单独PE成分的隔膜高60～80℃。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本专利技术。实施例1本实施例中的耐高温锂电池隔膜制备工艺，具体包括以下步骤：(1)配料：内层、外层配料：按照聚乙烯与白油的重量比为0.2∶1进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料为聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的混合物B，聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的质量百分比分别为：聚烯烃树脂15％、无机颗粒3％、余量为增塑剂；聚烯烃树脂为乙烯、丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述无机颗粒为二氧化硅、氮化硅、氧化铝的耐高温氧化物；增塑剂为液体石蜡；(2)挤出、复合成型：将混合物A通过双螺杆挤出机得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层20％：中间层60％：外层20％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为60℃、50℃、40℃、30℃的四个激冷辊后得到组成为A/B/A的挤出铸片；(3)等离子体处理：将铸片放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，三个纳米氧化物喷涂器分别对三层膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的
纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；纳米氧化物溶液中的溶剂是丙酮，纳米氧化物为二氧化硅、二氧化钛，纳米氧化物的添加量为0.3wt％；经过纳米氧化物喷涂后的铸片在导向辊的作用下继续传送至相应的等离子体处理设备上，其中，等离子体处理的处理时间为10S；(4)双向同步拉伸：处理后的挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为6倍，横拉比为6倍薄膜；薄膜的预热温度为120℃，拉伸温度为135℃，冷却定型温度为40℃；得到的三层隔膜初级产物经过横拉机后到扩幅后的三层隔膜；横拉机的横拉比为1.4倍，横拉机温度为110℃。(5)在线收卷：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔膜内部的热应力，去除应力后的三层隔膜经在线收卷机卷绕得到最终的产品。实施例2本实施例中的耐高温锂电池隔膜制备工艺，具体包括以下步骤：(1)配料：内层、外层配料：按照聚乙烯与白油的重量比为1∶1进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料为聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的混合物B，聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的质量百分比分别为：聚烯烃树脂20％、无机颗粒5％、余量为增塑剂；聚烯烃树脂为4-甲基-1-戊烯、1-辛烯；所述无机颗粒为氧化铝、氧化铋的耐高温氧化物；增塑剂为固体石蜡；(2)挤出、复合成型：将混合物A通过双螺杆挤出机得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层20％：中间层60％：外层20％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为60℃、50℃、40℃、30℃的四个激冷辊后得到组成为A/B/A的挤出铸片；(3)等离子体处理：将铸片放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，三个纳米氧化物喷涂器分别对三层膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；纳米氧化物溶液中的溶剂是丙酮或乙醇，纳米氧化物为氧化铝、氧化锆或氧化铈，纳米氧化物的添加量为1.6wt％；经过纳米氧化物喷涂后的铸片在导向辊的作用下继续传送至相应的等离子体处理设备上，其中，等离子体处理的处理时间为35S；(4)双向同步拉伸：处理后的挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为6倍，横拉比为6倍薄膜；薄膜的预热温度为120℃，拉伸温度为135℃，冷却定型温度为40℃；得到的三层隔膜初级产物经过横拉机后到扩幅后的三层隔膜；横拉机的横拉比为1.4倍，
横拉机温度为110℃。(5)在线收卷：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)配料：内层、外层配料：按照聚乙烯与白油的重量比为0.2～2∶1进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料为聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的混合物B，聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的质量百分比分别为：聚烯烃树脂15～30％、无机颗粒3～8％、余量为增塑剂；聚烯烃树脂为乙烯、丙烯、4‑甲基‑1‑戊烯、1‑辛烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述无机颗粒为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铋的耐高温氧化物；增塑剂为液体石蜡、固体石蜡或者邻苯二甲酸二异丁酯中的一种；(2)挤出、复合成型：将混合物A通过双螺杆挤出机得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层20％：中间层60％：外层20％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为60℃、50℃、40℃、30℃的四个激冷辊后得到组成为A/B/A的挤出铸片；(3)等离子体处理：将铸片放出后通过导向辊分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，三个纳米氧化物喷涂器分别对三层膜层进行纳米氧化物喷涂处理，其中，喷涂的纳米氧化物溶液为易挥发性溶液；纳米氧化物溶液中的溶剂是丙酮或乙醇，纳米氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆或氧化铈，纳米氧化物的添加量为0.3wt％～3wt％；经过纳米氧化物喷涂后的铸片在导向辊的作用下继续传送至相应的等离子体处理设备上，其中，等离子体处理的处理时间为10～60S；(4)双向同步拉伸：处理后的挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为6倍，横拉比为6倍薄膜；薄膜的预热温度为120℃，拉伸温度为135℃，冷却定型温度为40℃；得到的三层隔膜初级产物经过横拉机后到扩幅后的三层隔膜；横拉机的横拉比为1.4倍，横拉机温度为110℃；(5)在线收卷：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔膜内部的热应力，去除应力后的三层隔膜经在线收卷机卷绕得到最终的产品。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温锂电池隔膜制备工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)配料：内层、外层配料：按照聚乙烯与白油的重量比为0.2～2∶1进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料为聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的混合物B，聚烯烃树脂、无机颗粒和增塑剂的质量百分比分别为：聚烯烃树脂15～30％、无机颗粒3～8％、余量为增塑剂；聚烯烃树脂为乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述无机颗粒为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铋的耐高温氧化物；增塑剂为液体石蜡、固体石蜡或者邻苯二甲酸二异丁酯中的一种；(2)挤出、复合成型：将混合物A通过双螺杆挤出机得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层20％：中间层60％：外层20％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为60℃、50℃、40℃、30℃的四个激冷辊后得到组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兴立，曹长河，颜雪冬，耿晓磊，
申请(专利权)人：宁波维科电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33