[发明专利]一种高线速度-大宽幅的聚乙烯隔膜制备方法

说明书

本发明属于电池隔膜制备领域，具体涉及一种高线速度‑大宽幅的聚乙烯隔膜制备方法，包括以下步骤：S1、共混挤出；S2、预萃取：将步骤S1的凝胶片浸渍于萃取剂中，萃取去除凝胶片微孔中20‑40％的石蜡油，再通过干燥清除萃取剂得到表面预萃取凝胶片；S3、双向拉伸：S4、萃取：将步骤S3的初膜浸渍于萃取剂中，萃取去除初膜微孔中的石蜡油，再通过干燥清除萃取剂；S5、热定型和收卷分切：将步骤S4的隔膜经过热定型、收卷、分切，得到成品。本发明通过预萃取、双向拉伸和萃取过程，稀释剂萃取更完全，残留量少，大大缩短萃取时间，提高萃取效率，能够满足高线速度、大宽幅隔膜的生产。

技术领域

本发明涉及电池隔膜制备领域，具体涉及一种高线速度-大宽幅的聚乙烯隔膜制备方法。

背景技术

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。当前的电池隔膜多为具有微孔结构的聚乙烯组合物膜，其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，性能优异的电池隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用。现有的聚乙烯组合物隔膜制备方法常用湿法制膜，将高沸点小分子作为稀释剂添加到聚乙烯组合物中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，经双向拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，制备出相互贯通的微孔隔膜。

中国专利号CN201010587499.2公开了一种动力锂离子电池隔膜制备方法及系统，其动力锂离子电池隔膜制备系统包括搅拌装置、挤出装置、冷却成型装置、双向拉伸装置、萃取装置、横向拉伸装置、热处理装置，且搅拌装置、挤出装置、冷却成型装置、双向拉伸装置、萃取装置、横向拉伸装置、热处理装置依次连接。采用上述方法萃取隔膜中的矿物油，易萃取不完全，且隔膜上残存的矿物油不能保证充分的挥发，不仅造成电池隔膜的孔隙率和透气度低，还影响电池隔膜的性能和隔膜微孔结构；其次，隔膜生产线采用先拉伸后萃取工艺，因萃取效率的限制和石蜡油对纵向拉伸的影响，使得生产线的速度在30-50m/min，幅宽在3～4.5m左右，制约着生产线速度的大幅提升。

发明内容

本发明提供了一种高线速度-大宽幅的聚乙烯隔膜制备方法，具体通过以下技术实现。

一种高线速度-大宽幅的聚乙烯隔膜制备方法，包括以下步骤：

S1、共混挤出：将聚乙烯和稀释剂混合均匀，再熔融挤出，并冷却成型，得到凝胶片；

S2、预萃取：将步骤S1的凝胶片浸渍于萃取剂中，萃取去除凝胶片微孔中20-40％的石蜡油，再通过干燥清除萃取剂得到表面预萃取凝胶片；

S3、双向拉伸：将步骤S2的表面预萃取凝胶片依次经过纵向拉伸和横向拉伸，得到初膜；

S4、萃取：将步骤S3的初膜浸渍于萃取剂中，萃取去除初膜微孔中的石蜡油，再通过干燥清除萃取剂；

S5、热定型和收卷分切：将步骤S4的隔膜经过热定型、收卷、分切，得到成品。

采用上述的方案：通过预萃取，将凝胶片表面的球晶间稀释剂萃取出来形成微孔，通过拉伸将原来的微孔进一步扩大，使隔膜表面致密层破裂，有效减少皮层厚度；而内层在拉伸过程中，隔膜中含有大量稀释剂，增大了塑性，拉伸过程中，稀释剂小液滴聚集成大液滴，拉伸完再将矿物油萃取出来形成孔洞，但是由于外层的微孔空隙，稀释剂可占据的空间增大，稀释剂扩散聚结形成更大液滴的概率降低，即稀释剂液滴尺寸生长范围减小，因而，可更好地控制表面和内层形成的微孔的大小、形状与分布，使得隔膜整体形成的微孔孔径分布窄，孔隙率大，孔径均匀，有利于提高电池隔膜的孔隙率和透气性。其次，预萃取先去除凝胶片表面的球晶间稀释剂，而位于球晶内的稀释剂经过拉伸迁移，活动度增加，再进行二次萃取，稀释剂萃取更完全，残留量少。再者，高的稀释剂含量不利于纵向拉伸，适当降低稀释剂含量，可加快纵向拉伸的速率，提高生产速度。

进一步的，步骤S2中，萃取去除凝胶片微孔中25-35％的石蜡油。