【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池领域，特别涉及一种基于真空吸塑工艺的锂离子电池湿法隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、在锂离子电池中，隔膜的主要作用是让正极和负极隔开防止短路同时能够允许离子的转移，隔膜作为锂离子电池中重要的组成，是锂离子电池关键的内层组件之一。隔膜的性能会直接影响电池的容量、内阻、循环及自放电等，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。隔膜的拉伸强度/穿刺强度便是其中的一个重要的衡量指标，隔膜强度越高能更好的保障电池的安全性。
2、目前商业化使用的锂离子电池隔膜主要制备方法包括湿法制膜与干法制膜。
3、干法分为单向拉伸跟双向拉伸。其中，干法单向拉伸隔膜孔径均匀，热稳定性更好，但是，干法单向拉伸隔膜的td方向强度不足，存在电池卷绕易撕裂问题。干法双向拉伸隔膜除了具备干法拉伸的普遍优势外，具有更平衡的md和td方向强度、良好的抗氧化性，但是，干法双向拉伸隔膜热稳定性不如单向拉伸膜，且孔径不均匀，易出现大孔，电池使用存在安全隐患。
4、湿法双向拉伸隔膜的制备工艺涉及将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，制备出相互贯通的微孔膜材料。一般湿法双向拉伸工艺具备更为优异的双向拉伸强度。其中，湿法拉伸分为同步双向拉伸和异步双向拉伸两种，同步双向拉伸工艺的特点是产品一致性较好，但不宜调整产品
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种新的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，用以解决现有技术的湿法锂电池隔膜制备方法不能同时实现产品一致性好和各向强度高的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，包括步骤：
3、s1，环形油膜型胚挤出：依照预设的物料配比，通过挤出机对物料进行输送、混合、熔融以及塑化后，将混合均匀的熔融体输送至模头，并从所述模头挤出环形油膜型坯；
4、s2，真空吸塑：将环形油膜型坯送入真空吸塑设备中进行吸塑横向拉伸，并且冷却后得到横向拉伸的油膜；其中，所述真空吸塑设备包括真空段套以及抽真空系统，所述真空段套包括两端开口的圆柱形套筒，所述圆柱形套筒的侧壁上开设有均匀排布的贯穿孔，所述贯穿孔连通所述抽真空系统，环形油膜型坯沿所述圆柱形套筒的轴向在所述圆柱形套筒内传送，环形油膜型坯在内部气压以及外部真空低压之间的压差作用下，环形油膜型坯被横向拉伸；
5、s3，切割展开：对步骤s2得到的油膜的沿传送方向进行侧向切割，将切割后的油膜展开形成单层的油膜；
6、s4，纵向拉伸：将步骤s3中切割展开后的油膜先进行预热，再进行纵向拉伸，纵向拉伸比至少为2，对拉伸后的油膜进行冷却；
7、s5，萃取干燥：将步骤s4中得到的油膜送入装有萃取剂的萃取槽中，石蜡油从油膜的微孔结构中萃取出来，萃取后的油膜进入干燥炉进行干燥，以挥发油膜上的萃取剂；
8、s6，定型收卷：将步骤s5中干燥后的油膜进行热定型后进入收卷工段，得到隔膜产品。
9、可选地，所述圆柱形套筒的出料端还设置有带有缝隙的人字板挤出模头；所述步骤s2还包括，环形油膜型坯横向拉伸后得到的膜泡经由所述人字板挤出模头的缝隙将环形油膜型坯挤压成双层的片状油膜。
10、可选地，圆柱形套筒的内径与环形油膜型坯的直径比为1～2∶0.5～0.8。
11、可选地，所述步骤s2中得到的双层的片状油膜中的油膜单层厚度在500-1500μm之间。
12、可选地，所述步骤s2中的所述抽真空系统抽取所述真空段套的圆柱形套筒内的空气，使真空度维持在-50至-70kpa之间。
13、可选地，所述步骤s4的纵向拉伸中，预热温度在40-100℃之间，纵向拉伸比在2-10之间；所述步骤s6的定型收卷中，热定型温度为110-130℃；所述步骤s5中的萃取剂为二氯甲烷。
14、可选地，所述步骤s3的切割展开中将双层的片状油膜平铺在切割平台上，用刀口朝上设置的切刀对油膜的底面进行切割，然后将切割后的油膜展开形成单层的油膜。
15、本专利技术还提供一种基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜，采用如上任一项所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法制备。
16、本专利技术还提供一种用于如上任一项所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法的制备系统，所述制备系统包括沿隔膜传送方向依次设置的挤出机、真空吸塑设备、切割机构、萃取槽、干燥炉、热定型装置和收卷装置，以及多个流延辊设置在所述制备系统中间以提供牵引力；所述挤出机的模头形成有环形出口，以挤出环形油膜型坯；所述真空吸塑设备包括真空段套以及抽真空系统，所述真空段套包括两端开口的圆柱形套筒，所述圆柱形套筒的侧壁上开设有均匀排布的贯穿孔，所述贯穿孔连通所述抽真空系统，环形油膜型坯沿所述圆柱形套筒的轴向在所述圆柱形套筒内传送，在环形油膜型坯和所述圆柱形套筒内壁之间与环形油膜型坯的内部的压差作用下，环形油膜型坯进行横向拉伸；所述切割机构包括切割平台和位于所述切割平台的起始端上的切刀，所述切刀的刀口朝上设置。
17、可选地，所述切割平台的上表面为三角形，所述切刀固定在三角形的一个角上，所述切割平台的与所述切刀相邻的两个边均为向下平滑过度的弧形边。
18、本专利技术提供的基于真空吸塑工艺的锂离子电池湿法隔膜，采用混料塑化挤出环形油膜型胚、真空吸塑、纵向拉伸、萃取干燥、热定型、薄膜收卷的工艺来实现制备。在本专利技术技术方案中，在完成真空度至少为-10kpa的真空吸塑、冷却定型后，此时微孔结构基本形成，只是石蜡油还占据在微孔里；当在真空吸塑方法中所使用的真空度是-10至-80kpa时，锂离子电池隔膜产品的横向拉伸强度得到一定提高，拉伸比在3-8之间；真空吸塑冷却成型后的油膜通常在横向上显著取向，且取向均匀，一致性较好。本专利技术使用真空吸塑来实现横向拉伸，可以较好的解决产品一致性问题跟各向拉伸倍率设置问题，本专利技术的生产设备简单，生产工艺易于控制，由此在实现隔膜各项物性优异的情况下，同时较好解决产品一致性问题。
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1.一种基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述圆柱形套筒的出料端还设置有带有缝隙的人字板挤出模头；所述步骤S2还包括，环形油膜型坯横向拉伸后得到的膜泡经由所述人字板挤出模头的缝隙将环形油膜型坯挤压成双层的片状油膜。
3.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，圆柱形套筒的内径与环形油膜型坯的直径比为(3～8)：1。
4.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述抽真空系统抽取所述真空段套的圆柱形套筒内的空气，使真空度维持在-50至-70kpa之间。
5.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的纵向拉伸中，预热温度在40-100℃之间，纵向拉伸比在2-10之间；所述步骤S6的定型收卷中，热定型温度为110-130℃。
6.根据权利要求2所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜
7.根据权利要求2所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的切割展开中将双层的片状油膜平铺在切割平台上，用刀口朝上设置的切刀对油膜的底面进行切割，然后将切割后的油膜展开形成单层的油膜。
8.一种基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一项所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法制备。
9.一种用于如权利要求1-7中任一项所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括沿隔膜传送方向依次设置的挤出机、真空吸塑设备、切割机构、萃取槽、干燥炉、热定型装置和收卷装置，以及多个流延辊设置在所述制备系统中间以提供牵引力；所述挤出机的模头形成有环形出口，以挤出环形油膜型坯；所述真空吸塑设备包括真空段套以及抽真空系统，所述真空段套包括两端开口的圆柱形套筒，所述圆柱形套筒的侧壁上开设有均匀排布的贯穿孔，所述贯穿孔连通所述抽真空系统，环形油膜型坯沿所述圆柱形套筒的轴向在所述圆柱形套筒内传送，在环形油膜型坯和所述圆柱形套筒内壁之间与环形油膜型坯的内部的压差作用下，环形油膜型坯进行横向拉伸；所述切割机构包括切割平台和位于所述切割平台的起始端上的切刀，所述切刀的刀口朝上设置。
10.根据权利要求9所述的制备系统，其特征在于，所述切割平台的上表面为三角形，所述切刀固定在三角形的一个角上，所述切割平台的与所述切刀相邻的两个边均为向下平滑过度的弧形边。
...【技术特征摘要】
1.一种基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述圆柱形套筒的出料端还设置有带有缝隙的人字板挤出模头；所述步骤s2还包括，环形油膜型坯横向拉伸后得到的膜泡经由所述人字板挤出模头的缝隙将环形油膜型坯挤压成双层的片状油膜。
3.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，圆柱形套筒的内径与环形油膜型坯的直径比为(3～8)：1。
4.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中的所述抽真空系统抽取所述真空段套的圆柱形套筒内的空气，使真空度维持在-50至-70kpa之间。
5.根据权利要求1所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4的纵向拉伸中，预热温度在40-100℃之间，纵向拉伸比在2-10之间；所述步骤s6的定型收卷中，热定型温度为110-130℃。
6.根据权利要求2所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中得到的双层的片状油膜中的油膜单层厚度在500-1500μm之间。
7.根据权利要求2所述的基于真空吸塑工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨天乐，李博凯，胡学文，金显明，匡恺君，谭方勤，卿森粤，刘广硕，
申请(专利权)人：中材锂膜宁乡有限公司，
类型：发明
国别省市：
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