一种锂离子电池隔膜及其生产工艺的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池隔膜，隔膜厚度为7-20μm，同时公开了本产品的生产工艺：由聚乙烯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚及烷烃基石蜡油经高速搅拌混合后再经过挤出、冷却成型、双向同步拉伸、萃取、热处理、横拉定型等步骤制成，得到的电池隔膜产品透气度好，空孔率高且空孔分布均匀，拉伸强度和针刺强度高，厚度均一性好，热收缩率低，闭孔性能好，为电池提供了更加优异的性能。
【专利说明】一种锂离子电池隔膜及其生产工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]在锂离子电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响到电池的容量、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作用。
[0003]锂离子电池隔膜的生产工艺分为干法和湿法两种，目前国内主要是干法为主，采用的是异步结晶拉伸法，主要的问题是产品性能较差，且批次稳定性差，合格率低，一般为30-40%，质量与价格均与国外生产出的干法隔膜相差甚远。国内也有少量采用湿法工艺生产电池隔膜的，设备都靠国外进口，投资昂贵，至少1.4-1.6亿，国内的湿法工艺多采用异步拉伸法，而且由于工艺本身固有的一些缺陷，产品质量差，合格率也只有30-40%，性价比极低，存在很大的浪费。
[0004]鉴于此，迫切需要一种质量好、性能稳定、投资低、合格率高的电池隔膜生产工艺，以改善国外市场垄断的现状。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种透气度、空孔率、拉伸强度、针刺强度、厚度均一性、收缩率及闭孔温度各性能均优异的锂离子电池隔膜及其生产工艺。
[0006]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0007]一种锂离子电池隔膜，由聚乙烯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚及烷烃基石蜡油经高速搅拌混合后再经过挤出、冷却成型、双向同步拉伸、萃取、热处理、横向定型、卷曲、分切制成；隔膜厚度为7-20 μ m,厚度均匀性波动在+0.5 μ m以内；空孔率为30%_50%，透气度为150-450sec/100ml ;针刺强度φ 1.0:250gf-700gf ;横向拉伸强度大于120MPa，纵向拉伸强度大于110MPa，90°C纵向收缩率≤2%，90°C横向收缩率≤0.5%，闭孔温度为128_135°C。
[0008]前述聚乙烯的重均分子量为(0.5-8.0) X IO60
[0009]前述聚乙烯的重量份为50-200，2，6_ 二叔丁基_4_甲基苯酚的重量份为3_6，烷烃基石蜡油的重量份为300-500。
[0010]本发明还公开了一种锂离子电池隔膜的生产工艺，包括如下步骤:
[0011]S1、将聚乙烯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油在500-800rpm的转速下高速搅拌混合，所述聚乙烯的重均分子量为(0.5-8.0) X106，得到混合物；
[0012]S2、将步骤SI得到的混合物精确定量输送到挤出机中，挤出机的温度为180-2200C，螺杆的转速为100-160rpm，进行熔融混炼；然后，使熔融混炼物通过T模头挤出，控制挤出温度为180-220°C、挤出速度为1.8-3米/分钟，并挤出到冷却辊进行冷却至70 0C ；
[0013]S3、采用双向同步拉伸机对步骤S2得到的冷却后的挤出物进行双向同时拉伸，横向的拉伸倍率为5-8倍，纵向的拉伸倍率为5-10倍，拉伸温度为110-120°C，拉伸速度为10-30米/分钟，得到拉伸后的初膜，所谓横向是指与双向同步拉伸机的走料方向相垂直的方向；
[0014]S4、将步骤S3得到的拉伸后的初膜浸溃于二氯甲烷中，二氯甲烷浓度为99.9%以上，以萃取去除初膜上的石蜡油，然后进行50-110°C干燥；
[0015]S5、将步骤S4得到的去除了石蜡油的初膜导入热处理机中，温度为125-134?，并在该条件下处理2-4分钟，然后冷却至室温，得到锂离子电池隔膜产品；
[0016]S6、横向定型:将步骤S5得到的电池隔膜产品横向拉伸0.1%-0.5%，然后撤除拉伸力；
[0017]S7:收卷分切:该步骤在低张力0.02-0.05N/mm下进行。
[0018]前述步骤S2中，控制冷却辊的表面温度为10-50摄氏度，使挤出物以20_50°C /分钟的速度冷却至40-70°C。
[0019]前述步骤S4中，二氯甲烷置于溶液槽中，在溶液槽的顶部和底部交错设有若干个主动型传动辊，初膜在传动辊上的传送速度为10-30m/min，浸溃2_4min，二氯甲烷浓度在99.8%以上。
[0020]前述聚乙稀为50-200重量份,2，6_ 二叔丁基_4_甲基苯酌.为3_6重量份,烷烃基石蜡油为300-500重量份。
[0021]本发明的有益之处在于:本发明的电池隔膜，厚度为7_20μπι，且均一性好；空孔率为30%-50%，透气度为150-450sec/100ml ;针刺强度φ 1.0:250gf-700gf ;横向拉伸强度大于120MPa，纵向拉伸强度大于110MPa，90°C纵向收缩率≤2%，90°C横向收缩率≤0.5%，闭孔温度为128-135°C，各项性能都处于业内领先水平，收缩率和耐热性等性能还优于国外同类产品；本发明采用同步拉伸湿法工艺生产电池隔膜，质量稳定，产品合格率达到90%以上，同时产能也可以进一步提升，还能够更进一步降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的实施例1得到的电池隔膜表面的SEM ；
[0023]图2是本发明的实施例1得到的电池隔膜截面的SEM ；
[0024]图3是本发明的实施例1得到的电池隔膜在升温时的膜电阻-温度曲线图；
[0025]图4是本发明的实施例1得到的电池隔膜在升温至135°C后的SEM ；
[0026]图5是本发明中所使用的溶液槽的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0028]关于原料:本发明中所用到的聚乙烯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油及二氯甲烷，均为市购，无特殊要求。
[0029]表1为本 发明的8个实施例的具体实施条件。
[0030]
【权利要求】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，由聚乙烯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚及烷烃基石蜡油经高速搅拌混合后再经过挤出、冷却成型、双向同步拉伸、萃取、热处理、横向定型、卷曲、分切制成；隔膜厚度为7-20μπι，厚度均匀性波动在土0.5μπι以内；空孔率为30%-50%，透气度为150-450sec/100ml ;针刺强度Φ 1.0:250gf_700gf ;横向拉伸强度大于120MPa，纵向拉伸强度大于110MPa，90°C纵向收缩率≤2%，90°C横向收缩率≤0.5%，闭孔温度为 128-135°C。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述聚乙烯的重均分子量为(0.5-8.0) XlO60
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述聚乙烯的重量份为50-200，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚的重量份为3-6，烷烃基石蜡油的重量份为300-500。
4.一种锂离子电池隔膜的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤: S1、将聚乙烯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、烷烃基石蜡油在500-800rpm的转速下高速搅拌混合，所述聚乙烯的重均分子量为(0.5-8.0) X106，得到混合物； S2、将步骤SI得到的混合物精确定量输送到挤出机中，挤出机的温度为180-220°C，螺杆的转速为100-160rpm，进行熔融混炼；然后，使熔融混炼物通过T模头挤出，控制挤出温度为180-220°C、挤出速度为1.8-3米/分钟，并挤出到冷却辊进行冷却至70°C ； S3、采用双向同步拉伸机对步骤S2得到的冷却后的挤出物进行双向同时拉伸，横向的拉伸倍率为5-8倍，纵向的拉伸倍率为5-10倍，拉伸温度为110-120°C，拉伸速度为10-30米/分钟，得到拉伸后的初膜，所谓横向是指与双向同步拉伸机的走料方向相垂直的方向； S4、将步骤S3得到的拉伸后的初膜浸溃于二氯甲烷中，二氯甲烷浓度为99.9%以上，以萃取去除初膜上的石腊油，然后进行50-110°C干燥； S5、将步骤S4得到的去除了石蜡油的初膜导入热处理机中，温度为125-134?，并在该条件下处理2-4分钟，然后冷却至室温，得到锂离子电池隔膜产品； S6、横向定型:将步骤S5得到的电池隔膜产品横向拉伸0.1%-0.5%，然后撤除拉伸力； S7:收卷分切:该步骤在低张力0.02-0.05N/mm下进行。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池隔膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，控制冷却辊的表面温度为10-50摄氏度，使挤出物以20-50°C /分钟的速度冷却至40-70。。。
6.根据权利要求4所述的一种锂离子电池隔膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中，二氯甲烷置于溶液槽中，在溶液槽的顶部和底部交错设有若干个主动型传动辊，初膜在传动辊上的传送速度为10-30m/min，浸溃2_4min，二氯甲烷浓度在99.8%以上。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种锂离子电池隔膜的生产工艺，其特征在于，所述聚乙烯为50-200重量份，2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚为3-6重量份，烷烃基石蜡油为300-500重量份。
【文档编号】H01M2/16GK103762327SQ201410021244
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】李鸿利 申请人:苏州鼎机新能源材料科技有限公司