[发明专利]一种电池隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种电池隔膜的制备方法。

背景技术

随着材料科学的发展和新能源技术的进步，锂离子电池以其能量密度高、充放电迅速、循环寿命长、无记忆效应、体积小质量轻、安全系数高等优良的特性，在电子及通讯行业得到了广泛的应用，因此锂离子电池原料的制备越来越重要。

锂离子电池的组成包括：正极材料、负极材料、电解质液和中间的电池隔膜。电池隔膜的主要作用是隔离正负极并阻止电池内电子穿过，同时能够允许离子的通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，其性质决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全等特性。

电池隔膜需要满足隔断性、孔隙率、化学稳定性、电稳定性、浸润性、力学强度、平整性和安全性等要求。隔断性要求电池隔膜具有隔断性和电子绝缘性，保证正负极的有效机械隔离；孔隙率要求隔膜具有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子导电率，且对锂离子有很好的透过性；化学稳定性和电稳定性要求隔膜具备耐湿性和耐电解液腐蚀性；浸润性要求隔膜对电解液的浸润性好，并具有一定的吸液保湿能力和离子导电性；力学强度要求隔膜在厚度尽可能小的同时要保证足够的力学性能和抗震性，包括穿刺强度和拉伸强度；安全性要求隔膜要具有热稳定性和自动关断保护性能。

但现有的隔膜制备工艺中存在原料溶解不均匀的问题，由于聚乙烯材料和矿物油之间的溶解和相分离不均匀，导致形成的锂离子电池隔膜中聚乙烯的分布不均匀，进而使形成的锂离子电池隔膜的微孔分布不均，隔膜厚度不均匀，从而不能满足锂电子电池生产的要求。

专利号为US4588633的美国专利公开了一种锂离子电池隔膜制备方法，该方法将超高分子聚乙烯和矿物油按一定的比例加入搅拌机内进行搅拌和溶解，其中，矿物油与超高分子量聚乙烯的质量比为10~99：1。上述配方增强了膜的强度，但形成的锂离子电池隔膜的微孔孔径不均匀，影响了隔膜的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电池隔膜的制备方法，该方法制备的电池隔膜厚度与微孔孔径分布均较均匀。

本发明提供了一种电池隔膜的制备方法，包括以下步骤:

A）将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂与添加剂混合，挤出，经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压铸成厚片；

B）将所述厚片依次进行纵向拉伸和第一次横向拉伸，萃取后得到中间隔膜；

C）将所述中间隔膜进行第二次横向拉伸，得到电池隔膜。

优选的，所述聚烯烃树脂与成孔剂的质量比为1：（2.5~4.5），所述添加剂的质量为成孔剂质量的0.5%~2.0%。

优选的，所述挤出的温度为150℃~250℃。

优选的，所述冷却辊的温度为5℃~30℃。

优选的，所述厚片的厚度为0.7~1.6mm。

优选的，所述纵向拉伸的温度为80℃~120℃，拉伸倍率为4.0~6.0。

优选的，所述第一次横向拉伸的温度为80℃~130℃，拉伸倍率为3.8~5.2。

优选的，所述第二次横向拉伸的温度为100℃~135℃，拉伸倍率为1.1~1.8。

优选的，所述步骤C还包括：

收卷和时效处理。

优选的，所述时效处理的温度为40℃~70℃，时间为12~24h。

本发明提供一种电池隔膜的制备方法，该方法将熔融的聚烯烃树脂、熔融的成孔剂与添加剂混合，挤出，经冷却辊和可调辊之间的空隙挤压铸成厚片；将所述厚片依次进行纵向拉伸和第一次横向拉伸，萃取后得到中间隔膜；将所述中间隔膜进行第二次横向拉伸，得到电池隔膜。与现有技术电池隔膜制备相比，首先，本发明采用熔融状态的聚烯烃树脂与熔融状态的成孔剂混合，使物料混合的更加均匀，成孔剂均匀分布于聚烯烃树脂上，从而使制备得到的电池隔膜微孔孔径分布较均匀；其次，挤出的混合物料经冷却辊和可调辊之间空隙挤压铸成厚片，混合物料可在冷却辊与可调辊之间先形成一个堆积，进而进行挤压，可使电池隔膜的厚度较均匀。

附图说明

图1为本发明原料加入示意图；

图2为本发明挤压示意图。

具体实施方式