[发明专利]一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法

说明书

本发明公开了一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法，将改性后的无机纳米粒子置于成孔剂中，超声分散后进行机械高速搅拌；将聚烯烃树脂与所述预分散溶剂加入至双螺杆挤出中，高温剪切、塑化、共混，得到混合熔体；将所述混合熔体输送至T型模头中，冷却化，得到片材，超声分散，得到预分散溶剂；通过添加膨润土纳米粒子作为异相成核剂，以获得较高的孔隙率，较小的微孔尺寸，更均匀的微孔分布，形成良好的耐热性能的同时确保了隔膜的机械强度。本发明制备的锂电池隔膜具有优异的透气性能，较高的机械强度、热稳定性能，确保电池的高安全性。

技术领域

本发明涉及微孔膜制备技术领域，尤其涉及一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法。

背景技术

离子电池由正、负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳组成，锂电池隔膜是离子电池核心部件之一，其性能的好坏对锂电池的整体性能有着非常重要的影响，特别是用作新能源汽车动力锂电池对隔膜的性能要求更高，是制约锂电池发展的关键技术之一。目前隔膜生产主要是三种工艺：干法单拉、干法双拉、湿法双拉。其中湿法隔膜具有微孔尺寸分布均匀，产品一致性好，孔隙率、透气性可控范围大，更易薄规格化生产等特点，因而近年来已经发展成主流工艺。

动力锂电池由于其自身的特殊性，需要更高的电压、更大的功率、更多的电量。隔膜作为动力锂电池的关键材料之一，高孔隙率、高透气性是动力锂电池隔膜的关键性能指标，影响动力电池的内阻、电池容量、循环性能以及充放电电流密度等，而高孔隙率，往往会牺牲隔膜的机械强度、热稳定性能，提升电池的微短路风险，进而影响电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的就是提供一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法，该方法制备的锂电池隔膜在具有高透气性好、抗冲击性能强、热稳定性优等特点。

本发明的一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法，包括以下步骤，首先制备膨润土纳米颗粒，利用改性剂对膨润土纳米颗粒进行改性，然后将改性后的膨润土纳米颗粒置于成孔剂中，超声分散，再搅拌，得到预分散溶剂；将聚烯烃树脂和所述预分散溶剂加入至双螺杆挤出机中，高温剪切、塑化、共混，得到混合熔体，聚烯烃树脂是重均分子量为0.6×10⁶～2.5×10⁶的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）；将所述混合熔体输送至T型模头中，在急冷机上冷却固化，得到片材；将所述片材进行双向拉伸，萃取、热定型后得到锂电池隔膜。

所述膨润土采用酸化膨润土、碱性膨润土、有机酸膨润土中一种或几种。

所述表面改性剂优选为硅烷偶联剂、阴离子表面活性剂中的其中一种。

所述改性膨润土纳米颗粒的平均粒径优选为100～1000 nm，更优选为100～300 nm。

所述表面改性剂与膨润土纳米颗粒的质量比优选为1～20:100，更优选为1～10:100。

所述膨润土纳米颗粒与聚烯烃树脂的质量比为0.1～15:100，优选为0.5～8:100。

所述成孔剂的温度为 50～100℃。

所述双向拉伸中横拉与纵拉比例为1.1～10:1，优选的为4～8:1。

本发明的一种改性膨润土制备锂电池隔膜的方法，通过添加超高分子量聚乙烯，确保了隔膜的机械强度，同时，通过表面改性、预分散技术，添加一定量的膨润土纳米颗粒填料为异相成核剂，构成了一种“有机无机复合体系”，可以获得较高的孔隙率，较小的微孔尺寸，较强的抗冲击强度，以及良好的耐热性能。采用本发明制备的锂电池隔膜具有优异的透气性能，同时具有较高的机械强度、热稳定性能，均匀的微孔结构以及较小的微孔尺寸，从而确保电池的高安全性。

具体实施方式

实施例中，隔膜样品的厚度以15 μm为参考标准，本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。

实施例1