一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜及其制备方法，该锂电池内层复合膜是由内层基膜上下表面依次涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇缩丁醛之后，通过挤复的方法复合得到；该内层基膜由以重量份计的三元共聚聚丙烯18.5‑51.7份、均聚聚丙烯28.4‑52.8份、混合聚丙烯17.6‑55.6份、石墨烯1.3‑15.5份、交联单体0.52‑9份、引发剂0.28‑9.4份、尼龙4.3‑10.6份制备得到，解决了内层基膜耐穿刺、耐电解液、高阻隔、高绝缘和高热封强度差的问题。

An inner layer composite film with super corrosion resistance for lithium battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜及其制备方法
本专利技术属于锂电池内层复合膜生产
，具体涉及一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜及其制备方法。
技术介绍
锂电池的电解液含多种有机溶剂，有机溶剂通常会溶胀、溶解、吸收软包装材料，另外该有机溶剂可溶解复合膜的粘合剂，破坏复合层间粘结效果，改变电解液中各组份浓度，进而影响电池的电性能，从而锂电池内膜要有耐电解液性。锂离子电池芯周边有铜网和铝网的毛刺，在包装的抽真空操作时，软包装膜收缩，毛刺会猛刺内膜，如果刺穿内膜直达铝层，那么电芯内的氢氟酸将直通铝箔造成点状腐蚀，导致电池报废，从而锂电池内层复合膜要有耐穿刺性。电池芯的极耳要通过两层铝塑复合膜进行热封，要保证极耳与包装材料不短路和电池内电解液长时间不外漏，从而要求包装材料内层热封性能良好。锂电池的电解液中含有遇水分能迅速产生强腐蚀性氢氟酸的锂盐，导致胀气等缺陷，从而需要内层复合膜有极高的水汽阻隔性能。锂电池结构中软包装膜位于正极与负极之间，主要作用是将正负极活性物质分隔开，防止两极因接触而发生短路，从而要求锂电池软包装膜要有高绝缘性。但是目前市场上现有的锂电池软包装膜并不完全具备耐穿刺、耐电解液、高阻隔、高绝缘、高热封强度等特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有超强耐腐蚀的锂电池内层复合膜及其制备方法，以解决上述背景提出实现动力锂电池软包装膜内层对耐穿刺、耐电解液、高阻隔、高绝缘、高热封强度的问题。本专利技术需要解决的技术问题为：1、如何制备内层基膜。2、如何确定合理的内层复合膜结构。3、如何选择制备内层基膜的材料。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，该锂电池内层复合膜是由内层基膜上下表面依次涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇缩丁醛之后，通过挤复的方法复合得到；该内层基膜由以重量份计的三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、均聚聚丙烯28.4-52.8份、混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯1.3-15.5份、交联单体0.52-9份、引发剂0.28-9.4份、尼龙4.3-10.6份制备得到；该内层基膜的制备步骤：1)、将三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第一混合物；2)、将均聚聚丙烯28.4-52.8份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第二混合物；3)、将混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第三混合物；4)、将第一混合物、第二混合物和第三混合物放入双螺杆挤出机进料口；5)、第一混合物、第二混合物和第三混合物，在双螺杆挤出机中进行微交联反应，得到微交联状态的聚丙烯产物；微交联反应使得三元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯和混合聚丙烯三者以共价键的方式链接成网状高分子的机构，在不使用粘合剂的情况下达到了层与层的复合，降低了电池的内阻，减少电池的内耗，提高了电池的性能。6)、将微交联状态的聚丙烯产物与以重量份计的尼龙4.3-10.6份经双螺杆挤出机共同挤入T型模头，经T型模头挤出后，呈片状经流延设备流延至平稳旋转的流延辊筒的辊面上，在流延辊筒上冷却降温定型，得到内层基膜；流延设备使用步骤：首先，根据定位板调节转动轴在精度板内部滑动槽中的位置，拧紧螺母，将流延辊固定在两个精度板之间，打开第一电机、第二电机、电晕电机和风扇，膜经流延辊和电晕辊流延电晕后得到内层基膜。优选的，所述混合聚丙烯是聚丙烯与聚乙烯按照质量分数4：1混合得到；所述内层基膜厚度为37μm-65μm，层数为四层；所述三元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、混合聚丙烯、尼龙厚度依次为：10-20μm、15-20μm、10-20μm、2-5μm。优选的，所述交联单体为季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酸酯、二乙烯苯或三丙烯基异氰脲酸酯中的一种。优选的，所述引发剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。优选的，所述双螺杆挤出机的压缩段温度为100-170℃，均化段温度为200℃，机头及口模段温度为175℃-210℃，螺杆转速是35-45r/min。优选的，所述流延设备包括固定底座、固定板和支撑底座，若干个所述支撑底座均匀焊接在固定底座的底部，固定板焊接在固定底座表面的两侧位置，两个所述固定板均安装有固定架，两个所述固定架之间焊接有风扇固定板，所述风扇固定板底部设置有风扇；两个所述固定架底部均焊接固定有精度板，两个所述精度板内部设置有滑动槽，滑动槽两侧设置有刻度，两个精度板一侧均安装有定位板，精度板与定位板相互垂直且活动连接，两个所述定位板另一端活动安装在固定板表面，两个精度板之间安装有流延辊，转动轴穿过滑动槽、流延辊和定位板经螺母固定在两个所述精度板之间，两个所述定位板的下方均焊接固定有L型固定板，两个L型固定板之间安装有电晕辊，电晕辊经导线与安装在固定底座内部的电晕电机相连，转动轴穿过电晕辊经螺母将电晕辊活动固定在两个L型固定板之间；固定板的一侧安装有第一电机，第一电机安装有第二转动轮，第一电机同侧的流延辊一端安装有第二从动轮，第二转动轮和第二从动轮通过转动皮带连接，所述第一电机的下方安装有第二电机，第二电机安装有第一转动轮，第二电机同侧的电晕辊的一端安装有第一从动轮，第一转动轮与第一从动轮通过转动皮带连接；流延热封温度为230℃-250℃，流延辊的温度为30℃，冷却过程中增加空气的流量，收紧张力为38-42dyn/cm。优选的，该锂电池内层复合膜的制备步骤为：步骤一、将得到的内层基膜，在涂覆机中首先在内层基膜的上下表面涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯，得到内层复合膜的第一产物；接着内层基膜的上下表面涂覆聚乙烯醇缩丁醛，得到内层复合膜的第二产物；步骤二、将内层复合膜的第二产物，用挤复的方法复合得到内层复合膜，所述挤复在挤复复合机的挤复温度为210℃-240℃，在挤复树脂选择乙烯丙烯酸共聚物，厚度为3-4μm；AC剂选择异氰酸酯系或者氨基甲酸酯，涂布量为0.2-0.8g/m2，采用挤复的方法复合，避免了一般复合中交联剂不耐电解液溶剂的缺点。优选的，步骤一中聚对苯二甲酸乙二醇酯涂覆2层，并且厚度均为0.02-0.04mm，聚乙烯醇缩丁醛涂覆1层，厚度为0.02-0.04mm。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用多层共挤的方法制备内层复合膜，以三元共聚聚丙烯为最里层，均聚聚丙烯、混合聚丙烯、尼龙依次形成其它层，在各聚丙烯层的原料中加入少量季戊四醇四丙烯酸酯含3个及以上官能团的可反应性单体，过氧化物(比如：过氧化二异丙苯)作为引发剂，在挤出加工过程中实现各聚丙烯层的微交联，微交联状态的聚丙烯，使得三元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯和混合聚丙烯三者依次通过共价键的方式连接成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，其特征在于：该锂电池内层复合膜是由内层基膜上下表面依次涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇缩丁醛之后，通过挤复的方法复合得到；/n该内层基膜由以重量份计的三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、均聚聚丙烯28.4-52.8份、混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯1.3-15.5份、交联单体0.52-9份、引发剂0.28-9.4份、尼龙4.3-10.6份制备得到；/n该内层基膜的制备步骤：/n1)、将三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第一混合物；/n2)、将均聚聚丙烯28.4-52.8份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第二混合物；/n3)、将混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第三混合物；/n4)、将第一混合物、第二混合物和第三混合物放入双螺杆挤出机进料口；/n5)、第一混合物、第二混合物和第三混合物，在双螺杆挤出机中进行微交联反应，得到微交联状态的聚丙烯产物；/n6)、将微交联状态的聚丙烯产物与以重量份计的尼龙4.3-10.6份经双螺杆挤出机共同挤入T型模头，经T型模头挤出后，呈片状经流延设备流延至平稳旋转的流延辊筒的辊面上，在流延辊筒上冷却降温定型，得到内层基膜；流延设备使用步骤：首先，根据定位板(15)调节转动轴(6)在精度板(14)内部滑动槽中的位置，拧紧螺母，将流延辊(12)固定在两个精度板(14)之间，打开第一电机(5)、第二电机(7)、电晕电机(9)和风扇(4)，膜经流延辊(12)和电晕辊(11)流延电晕后得到内层基膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，其特征在于：该锂电池内层复合膜是由内层基膜上下表面依次涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇缩丁醛之后，通过挤复的方法复合得到；
该内层基膜由以重量份计的三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、均聚聚丙烯28.4-52.8份、混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯1.3-15.5份、交联单体0.52-9份、引发剂0.28-9.4份、尼龙4.3-10.6份制备得到；
该内层基膜的制备步骤：
1)、将三元共聚聚丙烯18.5-51.7份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第一混合物；
2)、将均聚聚丙烯28.4-52.8份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第二混合物；
3)、将混合聚丙烯17.6-55.6份、石墨烯0.5-5份、季戊四醇四丙烯酸酯0.2-3份、过氧化二异丙苯0.1-3份混合得到第三混合物；
4)、将第一混合物、第二混合物和第三混合物放入双螺杆挤出机进料口；
5)、第一混合物、第二混合物和第三混合物，在双螺杆挤出机中进行微交联反应，得到微交联状态的聚丙烯产物；
6)、将微交联状态的聚丙烯产物与以重量份计的尼龙4.3-10.6份经双螺杆挤出机共同挤入T型模头，经T型模头挤出后，呈片状经流延设备流延至平稳旋转的流延辊筒的辊面上，在流延辊筒上冷却降温定型，得到内层基膜；流延设备使用步骤：首先，根据定位板(15)调节转动轴(6)在精度板(14)内部滑动槽中的位置，拧紧螺母，将流延辊(12)固定在两个精度板(14)之间，打开第一电机(5)、第二电机(7)、电晕电机(9)和风扇(4)，膜经流延辊(12)和电晕辊(11)流延电晕后得到内层基膜。


2.根据权利要求1所述的一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，特征在于：所述混合聚丙烯是聚丙烯与聚乙烯按照质量分数4：1混合得到；所述内层基膜厚度为37μm-65μm，层数为四层；所述三元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、混合聚丙烯、尼龙厚度依次为：10-20μm、15-20μm、10-20μm、2-5μm。


3.根据权利要求1所述的一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，特征在于：所述交联单体为季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酸酯、二乙烯苯或三丙烯基异氰脲酸酯中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，其特征在于：所述引发剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。


5.根据权利要求1所述的一种具有超强耐腐蚀性的锂电池内层复合膜，其特征在于：所述双螺杆挤出机的压缩段温度为100-170℃，均化段温度为200℃，机头及口模段温度为175℃-210...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汪洋，胡伟，吴磊，周正发，任凤梅，张伟，孙晓华，徐凤锦，刘志强，王若愚，张德顺，郭浩，
申请(专利权)人：界首市天鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34