【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隔膜，具体而言，涉及一种阻燃隔膜及制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池以其能量密度高、使用寿命长、充放电性能好等优点，已成为新能源领域储能设备的首选。随着动力锂离子电池向高能量密度方向的发展，对电池的安全性能带来了巨大挑战。
2、近年来，电池生产企业、原料供应商和科研院所围绕锂离子电池安全性能做了大量工作，在保持正极、负极材料不变的前提下，改善锂离子电池安全性能的途径主要分为电解液内添加阻燃添加剂和采用阻燃隔膜两个方面。
3、但是，在实际应用过程中，将阻燃添加剂直接加入到电解液中，会对锂离子电池的电化学性能造成严重影响。而目前的阻燃隔膜主要采用涂布、热压或粘贴法，在隔膜的表层制备一层阻燃层。阻燃效果有待提高，还容易导致隔膜的厚度增加，发生阻燃剂堵塞隔膜的孔结构，导致隔膜透气不良的问题。
技术实现思路
1、基于上述的不足，本申请提供了一种阻燃隔膜及制备方法，以改善相关技术中隔膜的阻燃性不佳的问题。
2、本申请是这样实现的：
3、在第一方面，本申请的示例提供了一种阻燃隔膜的制备方法，阻燃隔膜包括：第一层结构，和位于第一层结构两个表面的第二层结构；制备方法包括：
4、获得第一层结构的第一原料和第二层结构的第二原料，第一原料包括聚烯烃、成孔剂和微胶囊红磷颗粒，第二原料包括聚烯烃和成孔剂，微胶囊红磷颗粒的粒径为500-1000nm，微胶囊红磷颗粒的包覆层的材质选自聚烯烃；
5、将第一原料和第二原料进行熔融共挤出
6、依次对预制膜进行双向拉伸、萃取、干燥和热定型，获得阻燃隔膜。
7、在上述实现过程中，将含有聚烯烃、成孔剂和微胶囊红磷颗粒的第一原料，和含有聚烯烃和成孔剂的第二原料进行熔融共挤出，使熔融挤出的第二原料位于熔融挤出的第一原料的两个表面，并进行铸片成型得到三层结构的预制膜，后续对预制膜进行双向拉伸、萃取、干燥和热定型后，能够获得阻燃隔膜。由于第一原料和第二原料均含有聚烯烃，进行熔融挤出后获得的三层结构的预制膜中的各层结构之间的结合强度较高，能够提高预制膜的机械性能，进而提高阻燃隔膜的机械性能。以微胶囊红磷颗粒作为阻燃剂，在和聚烯烃在熔融挤出过程中，阻燃剂的有效成分不易损耗。并且，第一原料和第二原料均含有聚烯烃，以及微胶囊红磷颗粒的粒径为500-1000nm，在后续进行双向拉伸时，第一层结构和第二层结构的拉伸性能一致，红磷颗粒在拉伸过程中不易脱落和破裂，能够进一步提高阻燃隔膜的稳定性和机械性能。
8、除此之外，使熔融挤出的第二原料位于熔融挤出的第一原料的两个表面，红磷颗粒能够被表面的两个第二层结构包覆在阻燃隔膜的内层，红磷颗粒不易从阻燃隔膜中脱落，能够使阻燃隔膜保持良好的稳定性以及较低的热收缩性。第一原料包括粒径为500-1000nm、包覆层的材质选自聚烯烃的微胶囊红磷颗粒，包覆层和第一层结构都含有聚烯烃能够增强红磷颗粒与第一层结构的结合强度，且能够使红磷颗粒能够均匀分散于第一层结构中，能够降低红磷颗粒脱落以及堵塞阻燃隔膜的孔结构的几率，提高阻燃隔膜的透气性。
9、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，按重量百分含量计，第一原料包括0.1-0.3％的微胶囊红磷颗粒、70-85％的成孔剂和15-30％的聚烯烃。
10、可选的，成孔剂选自石蜡。
11、在上述实现过程中，第一原料包含0.1％-0.3％的微胶囊红磷颗粒、70％-85％的成孔剂和15％-30％的聚烯烃，能够在保证阻燃隔膜的透气性和机械性能的同时，提高阻燃隔膜的阻燃性。
12、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，聚烯烃的重均分子量为0.5x106～1.5x106。
13、可选的，聚烯烃选自聚乙烯。
14、在上述实现过程中，聚烯烃的重均分子量为0.5x106～1.5x106，与粒径为500-1000nm的微胶囊红磷颗粒进行配合，能够使红磷颗粒填充于大分子量的聚烯烃分子链间，提高阻燃隔膜的热稳定性和机械性能。并且，以重均分子量为0.5x106～1.5x106的聚烯烃作为基材，能够便于后续进行双向拉伸。
15、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，第一原料的制备方法包括：将聚烯烃和微胶囊红磷颗粒进行造粒，造粒完成后加入成孔剂，混合均匀。
16、在上述实现过程中，先将聚烯烃和微胶囊红磷颗粒进行造粒，造粒完成后加入成孔剂，能够降低红磷颗粒脱落或堵塞阻燃隔膜的孔结构的几率，以及提高第一原料中微胶囊红磷颗粒的计量精度，提高阻燃隔膜的透气性、机械性能和阻燃效果。
17、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，将第一原料和第二原料进行熔融共挤出，使熔融挤出的第二原料位于熔融挤出的第一原料的两个表面，并进行铸片成型得到预制膜，包括；
18、将第一原料通过第一挤出机通入三层衣架型模头的中间层流道，将第二原料通过第二挤出机通入三层衣架型模头的两个外层流道，挤出至激冷辊铸片成型，获得预制膜。
19、在上述实现过程中，利用三层衣架型模头对第一原料和第二原料进行熔融挤出，挤出过程顺畅，不易破坏红磷颗粒，能够获得挤出精度高和挤出质量好的预制膜。
20、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，第一挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆转速为50-100rpm，挤出温度不超过200℃，挤出时间为10-15min，熔体泵压力为15-40bar。
21、在上述实现过程中，挤出温度不超过200℃，能够使微胶囊红磷颗粒保持良好的形态，在熔融挤出过程中不易破坏微胶囊红磷颗粒的有效成分。以50-100rpm的双螺杆转速、10-15min的挤出时间以及15-40bar的熔体泵压力进行熔融挤出，能够使原料混合均匀，提高阻燃隔膜的阻燃效果、机械性和稳定性。
22、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，第一挤出机的挤出量为180-600kg/min，所述第二挤出机的挤出量为50-100kg/min；激冷辊的辊速为4-11m/min。
23、在上述实现过程中，第一挤出机的挤出量为180-600kg/min第二挤出机的挤出量为50-100kg/min，激冷辊的辊速为4-11m/min，能够获得适宜尺寸厚度的预制膜。
24、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，双向拉伸包括：纵向拉伸倍率为6-12倍，横向拉伸倍率为5-10倍。
25、在上述实现过程中，纵向拉伸倍率为6-12倍，横向拉伸倍率为5-10倍，能够降低红磷颗粒在拉伸过程中发生破裂、脱落的几率，提高阻燃隔膜的机械性能和阻燃性。
26、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，干燥的方法包括：将萃取后的微孔膜经过二级干燥去除萃取剂，其中一级干燥温度为25-45℃，二级干燥温度为38-60℃，排风为400-1000m3/h。
27、在上述实现过程中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃隔膜的制备方法，其特征在于，所述阻燃隔膜包括：第一层结构，和位于所述第一层结构两个表面的第二层结构；所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按重量百分含量计，所述第一原料包括0.1％-0.3％的所述微胶囊红磷颗粒、70％-85％的所述成孔剂和15％-30％的所述聚烯烃；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚烯烃的重均分子量为0.5X106～1.5X106；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一原料的制备方法包括：将所述聚烯烃和所述微胶囊红磷颗粒进行造粒，造粒完成后加入所述成孔剂，混合均匀。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述第一原料和所述第二原料进行熔融共挤出，使熔融挤出的所述第二原料位于熔融挤出的所述第一原料的两个表面，并进行铸片成型得到预制膜，包括；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆转速为50-100rpm，挤出温度不超过200℃，挤出时间为10-15min，熔体泵压力为15
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一挤出机的挤出量为180-600kg/min，所述第二挤出机的挤出量为50-100kg/min；激冷辊的辊速为4-11m/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸包括：纵向拉伸倍率为6-12倍，横向拉伸倍率为5-10倍。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法包括：将萃取后的微孔膜经过二级干燥去除萃取剂，其中一级干燥温度为25-45℃，二级干燥温度为38-60℃，排风为400-1000m3/h。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述热定型包括：将干燥后的微孔膜加热至130-135℃，并横向拉伸1.4-1.65倍。
11.一种阻燃隔膜，其特征在于，根据权利要求1-10任一项所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃隔膜的制备方法，其特征在于，所述阻燃隔膜包括：第一层结构，和位于所述第一层结构两个表面的第二层结构；所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按重量百分含量计，所述第一原料包括0.1％-0.3％的所述微胶囊红磷颗粒、70％-85％的所述成孔剂和15％-30％的所述聚烯烃；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚烯烃的重均分子量为0.5x106～1.5x106；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一原料的制备方法包括：将所述聚烯烃和所述微胶囊红磷颗粒进行造粒，造粒完成后加入所述成孔剂，混合均匀。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述第一原料和所述第二原料进行熔融共挤出，使熔融挤出的所述第二原料位于熔融挤出的所述第一原料的两个表面，并进行铸片成型得到预制膜，包括；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一挤出机为双螺杆挤出机，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，濮晨阳，朱俊，刘超，
申请(专利权)人：常州星源新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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