一种复合锂离子电池隔膜及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复合锂离子电池隔膜及其制备工艺，该电池隔膜各原料重量份为：聚乙烯20‑25份、聚丙烯30‑40份、乙丙橡胶2‑3份、纳米碳化硅4‑5份、成孔剂1‑2份、碳纤维0.5‑1份和聚乙烯蜡3‑4份。本发明专利技术中，通过乙丙橡胶、纳米碳化硅、碳纤维和聚乙烯蜡将聚乙烯和聚丙烯共融，使得电池隔膜耐热性能更加；通过储料罐壳体以及转动的搅拌桨进行加热，利于流延材料保温，提高流延生产产能；在烘干压平机构的箱体内部设置有螺杆，并配套设置有与螺杆旋合的转动把，通过隔板将各个挤压辊分隔，且各个挤压辊所在空间内均设置有加热管，该种结构，通过分隔加热和挤压，对流延工艺进行细化，有利于提升产品质量。

A Separator for Composite Lithium Ion Batteries and Its Preparation Technology

The present invention discloses a composite lithium-ion battery separator and its preparation process. Each raw material weight of the battery separator is 20 25 phr polyethylene, 30 40 phr polypropylene, 2 3 phr ethylene-propylene rubber, 4 5 phr nano-silicon carbide, 1 2 phr pore-forming agent, 0.5 phr carbon fiber and 3 4 phr polyethylene wax. In the present invention, polyethylene and polypropylene are blended by ethylene propylene rubber, nano-silicon carbide, carbon fiber and polyethylene wax to make the heat resistance of battery diaphragm better; heating by the shell of storage tank and rotating agitator paddle is conducive to the heat preservation of casting material and the increase of casting production capacity; a screw is arranged in the inner part of the box of the drying and pressing mechanism, and a screw is matched with the screw. The closed rotating handle separates each extrusion roll through a separator, and each extrusion roll has a heating tube in its space. This structure refines the casting process by separating heating and extrusion, which is conducive to improving product quality.

【技术实现步骤摘要】
一种复合锂离子电池隔膜及其制备工艺
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种复合锂离子电池隔膜及其制备工艺。
技术介绍
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。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。现有的电池隔膜原料配比，电池的耐热性能较差，电池隔膜在生产过程中，现有的流延机对于熔融状态的保温性能差，烘干压延效果差，并且收卷机构对于收卷辊的存放存在一定的不便性，影响生产效率。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种复合锂离子电池隔膜及其制备工艺，通过乙丙橡胶、纳米碳化硅、碳纤维和聚乙烯蜡将聚乙烯和聚丙烯共融，从而使得电池隔膜兼具耐热和耐冷的特性；通过储料罐壳体以及转动的搅拌桨进行加热，有利于对流延材料进行保温，能够提高流延生产产能；在烘干压平机构的箱体内部设置有螺杆，在箱体的上部设置有与螺杆旋合的转动把，而螺杆的底部连接有转动连接挤压辊的辊轮架，通过隔板将各个挤压辊分隔，且各个挤压辊所在空间内均设置有加热管，该种结构，通过分隔加热和挤压，对流延工艺进行细化，有利于提升产品质量；在收卷机构的叉架的U型缺口内部设置有转动连接的两个支撑轮，并且通过第三电机对齐进行驱动，在支撑轮的外壁以及与其接触的收卷辊的外壁设置有相互啮合的条纹，该种结构，直接将收卷辊与叉架进行卡接即可进行传动，缩短收卷辊安放时间，提高生产效率。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种复合锂离子电池隔膜，该电池隔膜各原料重量份为：聚乙烯20-25份、聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份、碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，该复合锂离子电池隔膜的制备工艺,包括配料-熔料-流延-纵向拉伸-横向拉伸-定型收卷的工艺步骤，具体步骤如下：(1)配料：配比聚乙烯20-25份，聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份，碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，并将所配得的原料倒入搅拌设备内部进行搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为10min；(2)熔料：将步骤(1)所混合的原料导入挤出机的储料罐中，以20℃/min升温速度，升温至180℃，制得熔融状态的电池隔膜；(3)流延：将步骤(2)中制得的熔融状态电池隔膜通过过滤器，过滤其中的杂质制得熔融状态的电池隔膜匀液，然后将匀液倒入流延机内进行流延，制得的初级隔膜；(4)纵向拉伸：将步骤(3)所制得的初级隔膜，放入薄膜拉伸机，将温度升高至70-75℃，对初级薄膜进行纵向拉伸，获得纵向拉伸隔膜；(5)横向拉伸：将步骤(4)拉伸后的纵向拉伸隔膜，再次放入薄膜拉伸机，将温度升高至90-95℃，对纵向拉伸隔膜进行横向拉伸，获得隔膜成品；(6)定型收卷：将步骤(5)制得的隔膜成品，放入加热设备内，将加热设备温度升高至80-85℃，并保温15-20min，保温结束后，将隔膜品进行收卷。进一步在于：所述成孔剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或二者的混合物。一种复合锂离子电池隔膜的制备工艺,包括配料-熔料-流延-纵向拉伸-横向拉伸-定型收卷的工艺步骤，具体步骤如下：(1)配料：配比聚乙烯20-25份，聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份，碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，并将所配得的原料倒入搅拌设备内部进行搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为10min；(2)熔料：将步骤(1)所混合的原料导入挤出机的储料罐中，以20℃/min升温速度，升温至180℃，制得熔融状态的电池隔膜；(3)流延：将步骤(2)中制得的熔融状态电池隔膜通过过滤器，过滤其中的杂质制得熔融状态的电池隔膜匀液，然后将匀液倒入流延机内进行流延，制得的初级隔膜；(4)纵向拉伸：将步骤(3)所制得的初级隔膜，放入薄膜拉伸机，将温度升高至70-75℃，对初级薄膜进行纵向拉伸，获得纵向拉伸隔膜；(5)横向拉伸：将步骤(4)拉伸后的纵向拉伸隔膜，再次放入薄膜拉伸机，将温度升高至90-95℃，对纵向拉伸隔膜进行横向拉伸，获得隔膜成品；(6)定型收卷：将步骤(5)制得的隔膜成品，放入加热设备内，将加热设备温度升高至80-85℃，并保温15-20min，保温结束后，将隔膜品进行收卷。进一步在于：步骤(3)所述的流延机包括储料机构、烘干压平机构、支撑机构和收卷机构，所述支撑机构包括机架，所述机架的两端分别通过轴承活动连接有主动辊和从动辊，所述机架的底部中心位置处固定有张紧辊，所述主动辊、从动辊和张紧辊之间传动连接有输送带，所述机架靠近主动辊的下部固定有第二电机，所述第二电机通过链传动与主动辊传动连接，所述机架靠近主动辊的上部在输送带的两侧焊接有刮刀架，所述刮刀架的上部通过螺栓固定有刃部与输送带贴靠的刮刀；所述机架位于从动辊所在位置处的上部固定有架设在输送带上部的储料机构，所述储料机构包括与机架连接的储料罐，所述储料罐为截面为圆拱形的柱体结构，所述储料罐相对机架中心的端面底部开设有与储料罐内部连通的条形通孔，所述储料罐的顶部焊接有与储料罐连通的投料斗，所述储料罐光整面外壁固定有托板，所述托板的上部固定有第一电机，所述第一电机通过电机轴与储料罐内部通过轴承活动连接的搅拌桨传动连接；所述搅拌桨包括与桨轴，所述桨轴位于储料罐内的外壁焊接有外部轮廓拼接成连续S形的搅拌叶，所述搅拌叶的内部设置有加热丝，所述桨轴位于储料罐外的外壁固定有两个与加热丝两端连接的导电环，所述储料罐的外壁焊接有罩设桨轴的导电罩，所述导电罩包括罩体，所述罩体内部对应导电环所在位置处分别通过弹簧弹性连接有与导电环相贴靠的活动导电杆，所述罩体的外部对应活动导电杆所在位置处通过导线连接有电极杆；所述机架位于刮刀架和储料罐之间的上部固定有烘干压平机构，所述烘干压平机构包括与机架焊接的箱体，所述箱体沿输送带移动方向的两侧外壁底部均开设有矩形缺口，所述箱体的顶面等距滑动连接有四个贯穿箱体顶面的螺杆，四个所述螺杆位于箱体顶面上部的外壁旋合连接有转动把，四个所述螺杆位于箱体内的端部焊接有与箱体内壁贴靠的辊轮架，所述辊轮架的内部转动连接有挤压辊，所述箱体的内部位于相邻螺杆中间位置处焊接有隔板，所述箱体位于隔板分隔区域的内顶面均固定有加热管；所述机架位于主动辊所在位置上表面焊接有收卷机构，所述收卷机构包括位于输送带两侧与机架焊接的一对叉架，所述一对叉架的顶部均开设有U型缺口，且U型缺口内底通过轴承活动连接有关于U型缺口中心面对称设置的两个支撑轮，并且支撑轮的上部支撑有收卷辊，所述机架相对第二电机所在一侧的底部固定有第三电机，所述第三电机通过链传动与相邻叉架内的一个支撑轮传动连接。进一步在于：所述收卷辊位于U型缺口内的外壁以及支撑轮的外壁开设有相互啮合的条纹，便于收卷辊外壁与支撑轮外壁进行啮合，从而带动收卷辊旋转。进一步在于：所述螺杆的外壁开设有竖直相下延伸的缺口，所述箱体的顶面设置有与缺口卡合的凸块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合锂离子电池隔膜，其特征在于，该电池隔膜各原料重量份为：聚乙烯20‑25份、聚丙烯30‑40份、乙丙橡胶2‑3份、纳米碳化硅4‑5份、成孔剂1‑2份、碳纤维0.5‑1份和聚乙烯蜡3‑4份，该复合锂离子电池隔膜的制备工艺,包括配料‑熔料‑流延‑纵向拉伸‑横向拉伸‑定型收卷的工艺步骤，具体步骤如下：(1)配料：配比聚乙烯20‑25份，聚丙烯30‑40份、乙丙橡胶2‑3份、纳米碳化硅4‑5份、成孔剂1‑2份，碳纤维0.5‑1份和聚乙烯蜡3‑4份，并将所配得的原料倒入搅拌设备内部进行搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为10min；(2)熔料：将步骤(1)所混合的原料导入挤出机的储料罐中，以20℃/min升温速度，升温至180℃，制得熔融状态的电池隔膜；(3)流延：将步骤(2)中制得的熔融状态电池隔膜通过过滤器，过滤其中的杂质制得熔融状态的电池隔膜匀液，然后将匀液倒入流延机内进行流延，制得的初级隔膜；(4)纵向拉伸：将步骤(3)所制得的初级隔膜，放入薄膜拉伸机，将温度升高至70‑75℃，对初级薄膜进行纵向拉伸，获得纵向拉伸隔膜；(5)横向拉伸：将步骤(4)拉伸后的纵向拉伸隔膜，再次放入薄膜拉伸机，将温度升高至90‑95℃，对纵向拉伸隔膜进行横向拉伸，获得隔膜成品；(6)定型收卷：将步骤(5)制得的隔膜成品，放入加热设备内，将加热设备温度升高至80‑85℃，并保温15‑20min，保温结束后，将隔膜品进行收卷。...

【技术特征摘要】
1.一种复合锂离子电池隔膜，其特征在于，该电池隔膜各原料重量份为：聚乙烯20-25份、聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份、碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，该复合锂离子电池隔膜的制备工艺,包括配料-熔料-流延-纵向拉伸-横向拉伸-定型收卷的工艺步骤，具体步骤如下：(1)配料：配比聚乙烯20-25份，聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份，碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，并将所配得的原料倒入搅拌设备内部进行搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为10min；(2)熔料：将步骤(1)所混合的原料导入挤出机的储料罐中，以20℃/min升温速度，升温至180℃，制得熔融状态的电池隔膜；(3)流延：将步骤(2)中制得的熔融状态电池隔膜通过过滤器，过滤其中的杂质制得熔融状态的电池隔膜匀液，然后将匀液倒入流延机内进行流延，制得的初级隔膜；(4)纵向拉伸：将步骤(3)所制得的初级隔膜，放入薄膜拉伸机，将温度升高至70-75℃，对初级薄膜进行纵向拉伸，获得纵向拉伸隔膜；(5)横向拉伸：将步骤(4)拉伸后的纵向拉伸隔膜，再次放入薄膜拉伸机，将温度升高至90-95℃，对纵向拉伸隔膜进行横向拉伸，获得隔膜成品；(6)定型收卷：将步骤(5)制得的隔膜成品，放入加热设备内，将加热设备温度升高至80-85℃，并保温15-20min，保温结束后，将隔膜品进行收卷。2.根据权利要求1所述的一种复合锂离子电池隔膜,其特征在于，所述成孔剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或二者的混合物。3.一种复合锂离子电池隔膜的制备工艺,其特征在于，包括配料-熔料-流延-纵向拉伸-横向拉伸-定型收卷的工艺步骤，具体步骤如下：(1)配料：配比聚乙烯20-25份，聚丙烯30-40份、乙丙橡胶2-3份、纳米碳化硅4-5份、成孔剂1-2份，碳纤维0.5-1份和聚乙烯蜡3-4份，并将所配得的原料倒入搅拌设备内部进行搅拌，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为10min；(2)熔料：将步骤(1)所混合的原料导入挤出机的储料罐中，以20℃/min升温速度，升温至180℃，制得熔融状态的电池隔膜；(3)流延：将步骤(2)中制得的熔融状态电池隔膜通过过滤器，过滤其中的杂质制得熔融状态的电池隔膜匀液，然后将匀液倒入流延机内进行流延，制得的初级隔膜；(4)纵向拉伸：将步骤(3)所制得的初级隔膜，放入薄膜拉伸机，将温度升高至70-75℃，对初级薄膜进行纵向拉伸，获得纵向拉伸隔膜；(5)横向拉伸：将步骤(4)拉伸后的纵向拉伸隔膜，再次放入薄膜拉伸机，将温度升高至90-95℃，对纵向拉伸隔膜进行横向拉伸，获得隔膜成品；(6)定型收卷：将步骤(5)制得的隔膜成品，放入加热设备内，将加热设备温度升高至80-85℃，并保温15-20min，保温结束后，将隔膜品进行收卷。4.根据权利要求3所述的一种复合锂离子电池隔膜的制备工艺,其特征在于，步骤(3)所述的流延机包括储料机构(100)、烘干压平机构(200)、支撑机构(300)和收卷机构(400)，所述支撑机构(300)包括机架(301)，所述机架(301)的两端分别通过轴承活动连接有主动辊(306)和从动辊(307)，所述机架(301)的底部中心位置处固定有张紧辊(308)，所述主动辊(306)、从动辊(307)和张紧辊(308)之间传动连接有输送带(302)，所述机架(301)靠近主动辊(306)的下部固定有第二电机(303)，所述第二电机(303)通过链传动与主动辊(306)传动连接，所述机架(301)靠近主动辊(306)的上部在输送带(302)的两侧焊接有刮刀架(305)，所述刮刀架(305)的上部通过螺栓固定有刃部与输送带(302)贴靠的刮刀(304)；所述机架(301)位于从动辊(307)所在位置处的上部固定有架设在输送带(302)上部的储料机构(100)，所述储料机构(100)包括与机架(301)连接的储料罐(102)，所述储料罐(102)为截面为圆拱形的柱体结构，所述储料罐(102)相对机架(301)中心的端面底部开设有与储料罐(102)内部连通的条形通孔，所述储料罐(102)的顶部焊接有与储料罐(102)连通的投料斗(101)，所述储料罐(102)光整面外壁固定有托板(104)，所述托板(104)的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳集智云创科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44