[发明专利]一种新型高孔隙率锂离子电池隔膜的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于电池隔膜领域，具体涉及一种新型高孔隙率锂离子电池隔膜的生产工艺。

背景技术

锂离子电池作为高能量电源，其应用范围不断拓展，已广泛被应用于便携式电子装置、电动工具、电动汽车、储能电站等领域隔膜是电池重要的原材料之一，因此，锂离子电池的安全性问题一直备受关注。隔膜作为锂离子电池中重要的一部分，其作用是将正极与负极材料隔开，容许离子通过，阻止电子通过，锂电池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。

为了提高锂电池隔膜的耐高温性能，目前纳米陶瓷涂覆隔膜已经逐渐成为开发的热点，但是陶瓷涂层的增加会使隔膜的孔隙率降低，而孔隙率的降低会直接导致锂电池的性能降低，本发明的目的就是为涂覆工艺制备高孔隙率的原料隔膜。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种新型高孔隙率锂离子电池隔膜的生产工艺，该工艺制备得到的隔膜孔隙率高，锂电池性能好。

本发明技术方案包括：

一种锂离子电池PE隔膜的生产工艺，包括以下步骤：

a、配料混合：称取聚乙烯粉末和白油并将其混合均匀，得到混合物A，所述聚乙烯粉末与白油的重量比为1:2～5.5；

b、挤出、过滤计量：将步骤a中的混合物A经过挤出机得到高温熔体，所述高温熔体经准确计量后送入模头中；

c、铸片冷却成型：步骤b送入模头中的高温熔体从模头狭缝口流出，经激冷辊冷却后得到含油铸片；

d、萃取：将步骤c得到的含油铸片放入萃取槽，将其中的白油萃取出来，萃取剂为二氯甲烷；

e、干燥：将步骤d萃取后的铸片表面、萃取剂二氯甲烷放入干燥箱内，挥发去除得到干铸片；

f、双向同步拉伸：将步骤e中得到的干铸片经预热后进行高温双向同步拉伸，得到薄膜；

g、横拉扩幅：步骤e中的薄膜经过横拉机扩幅后得到隔膜；

h、热定型、收卷：步骤f扩幅后的隔膜经热定型、去除应力后经在线收卷机卷绕，得到锂离子电池PE隔膜。

作为本发明的一个优选方案，上述步骤d萃取剂进液量为3m³/h，超声波功率为5Kw，在温度为20℃时将其中的白油萃取干净。

作为本发明的另一个优选方案，上述步骤e中干燥箱温度为30℃。

所述步骤f中，预热温度为110℃，拉伸温度125℃，冷却定型温度为30℃，双向同步拉伸得到纵拉比为5倍，横拉比为5倍的薄膜。

所述步骤h中，热定型温度为125℃。

所述步骤c中从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为50℃—40℃—30℃—30℃的四个激冷辊后得到含油铸片。

所述步骤b中，混合物A通过直径为96mm，长径比为52，温度为200℃的双螺杆挤出机得到高温熔体。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明公开了一种高孔隙率锂离子电池隔膜的生产工艺，以聚乙烯作为原料树脂，白油作为溶剂，二氯甲烷作为萃取剂，首先将聚乙烯与白油混合物喂入双螺杆挤出机，经计量、过滤、挤出模头和冷却装置得到含油铸片；然后将含油铸片放入萃取槽并将其中的白油萃取出来；将萃取后的铸片表面和内部的二氯甲烷萃取剂挥发去除得到干铸片；干铸片经过双向拉伸得到隔膜；最后将双拉后的隔膜进行热定型处理后卷绕得到成品隔膜。在隔膜制备工艺中先将铸片萃取后再进行双向拉伸，经过热定型后得到孔隙率达60%以上的锂电池隔膜。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：

图1为本发明高孔隙率锂离子电池PE隔膜的生产工艺流程图。

具体实施方式

本发明提出了一种高孔隙率锂离子电池PE隔膜的生产工艺，为了使本发明的优点、技术方案更加突出，下面结合具体实施方式对本发明做进一步清楚、完整的说明。

目前市场上销售的常规隔膜的孔隙率都在40%左右，而孔隙率的高低又直接影响锂电池的性能，提高隔膜的孔隙率可以降低隔膜对锂离子迁移的阻力，孔隙率越大，孔的曲率越小，孔的贯通性越好，锂离子的穿透能力越强。

本发明所选原料均可通过商业渠道购买得到，下面对本发明部分所选原料的性质做如下说明：