一种锂离子电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，通过熔融挤出拉伸的方式使得主体PP、PE树脂高温熔合，能够解决复合牢度的问题，同时由于是两种树脂在延伸开孔前进行复合，无需担心高温下PE闭孔的问题出现；通过添加合金料，可以有效解决高温熔合的界面PP、PE材料相互渗透，使界面的结晶结构受到破坏，过深的熔合界面导致界面层无法形成微孔的问题。因此，本发明专利技术可以制备的锂离子电池用微孔隔膜具有高性能、高穿刺强度，低关闭温度，高破膜温度的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隔膜
，尤其涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法。
技术介绍
锂离子电池由正、负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳组成。隔膜作为电池的“第三极”，是锂离子电池中的关键内层组件之一。锂电池隔膜是锂离子电池核心部件之一，大约占整个锂电池成本的20～30％，其性能的好坏对锂电池的整体性能有着非常重要的影响，是制约锂电池发展的关键技术之一。随着锂电池应用领域的不断扩大和锂电产品在人们生活中的影响不断深化，人们对锂电池性能的要求也越来越高。为了满足锂电池的发展要求，隔膜作为锂电池的重要部件应具有良好的化学稳定性，优异的热安全性，较高的力学强度和较低的制造成本等。目前，锂离子电池隔膜生产材料以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)为代表的聚烯烃为主，这是因为聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的优势。近10年来，国内在隔膜的研究上已经相继取得了重大突破，并分别实现了PP隔膜和PE隔膜的产业化。但从电池应用角度来看，纯PP隔膜和PE隔膜都有各自的局限。通过把两种材料复合在一起使用，便可获得两种材料的优势，即较低的闭孔温度和较高的破膜温度，使电池的热安全窗口从15℃左右大幅增加到40℃以上，对电池使用的热安全性、过充保护等方面都有很大提升。但是PP、PE属于半结晶热塑性材料，二者的相容性差，流变行为和结晶速率也差别很大，较低温度下(约130℃)难以使二者稳定结合导致界面脱粘，复合牢度下降，产品容易出现脱层现象；过高的温度又会使已经形成的PE微孔闭孔，影响产品透气性能。鉴于上述情况，本专利技术通过熔融挤出拉伸的方式，寻找突破口，制备一种高穿刺强度、低闭孔温度和高破膜温度的锂离子电池微孔隔膜。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，制备的锂离子电池隔膜具有高穿刺强度、低闭孔温度和高破膜温度。有鉴于此，本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯、第一合金料和第一辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第一挤出机中熔融塑化，得到第一熔体；将聚乙烯，第二合金料和第二辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第二挤出机中熔融塑化，得到第二熔体；将所述第一熔体和第二熔体经模头挤出，流延处理后形成中间体膜，所述中间体膜以第二熔体中间层，第一熔体为表层；将所述中间体膜进行微张力下退火处理，纵向拉伸，形成锂离子电池隔膜。优选的，得到第一熔体的步骤中，搅拌速度为400～6000rpm，搅拌时间为10～40min。优选的，得到第一熔体的步骤中，熔融塑化的温度为180～240℃。优选的，得到第二熔体的步骤中，搅拌速度为400～6000rpm，搅拌时间为10～40min。优选的，得到第二熔体的步骤中，熔融塑化的温度为170～230℃。优选的，形成中间体膜的步骤中，模头温度为180～230℃。优选的，形成中间体膜的步骤中，流延温度为50～120℃。优选的，退火温度为80～150℃，退火时间10～60min，退火处理时的纵向张力为0.1～3.0N。优选的，纵向拉伸的拉伸温度为80～150℃，拉伸速比为0.5～4.0。优选的，所述第一合金料和第二合金料各自独立为PP/PE共聚物。本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括：将聚丙烯、第一合金料和第一辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第一挤出机中熔融塑化，得到第一熔体；将聚乙烯，第二合金料和第二辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第二挤出机中熔融塑化，得到第二熔体；将所述第一熔体和第二熔体模头挤出，流延处理后形成中间体膜，所述中间体膜以第二熔体中间层，第一熔体为表层；将所述中间体膜进行微张力下退火处理，纵向拉伸，形成锂离子电池隔膜。与现有技术相比，本专利技术通过熔融挤出拉伸的方式使得主体PP、PE树脂高温熔合，能够解决复合牢度的问题，同时由于是两种树脂在延伸开孔前进行复合，无需担心高温下PE闭孔的问题出现；通过添加合金料，可以有效解决高温熔合的界面PP、PE材料相互渗透，使界面的结晶结构受到破坏，过深的熔合界面导致界面层无法形成微孔的问题。因此，本专利技术可以制备的锂离子电池用微孔隔膜具有高性能、高穿刺强度，低关闭温度，高破膜温度的特点。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的隔膜的表面SEM图；图2为本专利技术实施例1制备的隔膜的截面SEM图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯、第一合金料和第一辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第一挤出机中熔融塑化，得到第一熔体；将聚乙烯，第二合金料和第二辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第二挤出机中熔融塑化，得到第二熔体；将所述第一熔体和第二熔体模头挤出，流延处理后形成中间体膜，所述中间体膜以第二熔体中间层，第一熔体为表层；将所述中间体膜进行微张力下退火处理，纵向拉伸，形成锂离子电池隔膜。本专利技术制备的锂离子电池为三层PP/PE/PP微孔膜，厚度优选为5～40μm，更优选为10～30μm；闭孔温度优选为120～140℃，更优选为130～140℃；破膜温度优选为150～180℃，更优选为160～180℃。在制备第一熔体过程中，以均聚聚丙烯为主体材料，所述聚丙烯所占比例按重量百分比计算优选为60～98.9％，更优选为70～90％。所述第一合金料优选为PP/PE共聚物，其中PP含量优选为30～85％，PE含量优选为15～70％；更优选的，PP含量为50～80％，PE含量优选为20～50％，以上均为质量百分数。第一合金料的添加重量所占比例按重量百分比优选为1～20％，更优选为3～15％。本专利技术采用第一辅助添加剂包括但不限于：增塑剂、填充剂、增强剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂、抗氧剂。第一辅助添加剂所占比例按重量百分比优选为0.1～30％，更优选为5～20％。作为优选方案，得到第一熔体的步骤中，搅拌速度优选为400～6000rpm，搅拌时间优选为10～40min。熔融塑化的温度优选为180～240℃。在制备第二熔体过程中，以均聚聚乙烯为主体材料，所述聚乙烯所占比例按重量百分比计算优选为60～98.9％，更优选为70～90％。所述第二合金料优选为PP/PE共聚物，其中PP含量优选为30～85％，PE含量优选为15～70％；更优选的，PP含量为50～80％，PE含量优选为20～50％，以上均为质量百分数。第二合金料的添加重量所占比例按重量百分比优选为1～20％，更优选为3～15％。本专利技术采用第二辅助添加剂包括但不限于：增塑剂、填充剂、增强剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂、抗氧剂。第二辅助添加剂所占比例按重量百分比优选为0.1～30％，更优选为5～20％。作为优选方案，得到第二熔体的步骤中，搅拌速度优选为400～6000rpm，搅拌时间优选为10～40min。熔融塑化的温度优选为170～230℃，更优选为190～230℃。作为优选方案，形成中间体膜的步骤中，模头温度优选为180～230℃；流延温度优选为50～120℃。本专利技术形成的中间体膜，以第二熔体为中间层，第一熔体分布在上、下表层。作为优选方案，退火温度优选为80～150℃，退火时间10～60min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚丙烯、第一合金料和第一辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第一挤出机中熔融塑化，得到第一熔体；将聚乙烯，第二合金料和第二辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第二挤出机中熔融塑化，得到第二熔体；将所述第一熔体和第二熔体经模头挤出，流延处理后形成中间体膜，所述中间体膜以第二熔体为中间层，第一熔体为表层；将所述中间体膜进行微张力下退火处理，纵向拉伸，形成锂离子电池隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚丙烯、第一合金料和第一辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第一挤出机中熔融塑化，得到第一熔体；将聚乙烯，第二合金料和第二辅助添加剂混合，搅拌，然后加入第二挤出机中熔融塑化，得到第二熔体；将所述第一熔体和第二熔体经模头挤出，流延处理后形成中间体膜，所述中间体膜以第二熔体为中间层，第一熔体为表层；将所述中间体膜进行微张力下退火处理，纵向拉伸，形成锂离子电池隔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到第一熔体的步骤中，搅拌速度为400～6000rpm，搅拌时间为10～40min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到第一熔体的步骤中，熔融塑化的温度为180～240℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到第二熔体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪梅，陈勇，高东波，陈秀峰，
申请(专利权)人：深圳市星源材质科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44