[发明专利]一种新型低成本锂离子电池PE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，具体涉及一种新型低成本锂离子电池PE隔膜的生产工艺。

背景技术

近年来，锂离子电池作为高比能量电源，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。

目前锂离子电池隔膜的生产方法主要有干法和湿法，沧州明珠塑料股份有限公司的申请的发明专利CN201010107854.1公开了一种湿法制备锂离子电池隔膜的方法，该方法得到的产品的一次合格率不高，除此之外，传统的湿法工艺中还包括溶剂萃取以及萃取混合液的分离操作步骤，显然增大了生产成本的投入。

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低成本锂离子电池PE隔膜的制备方法，该方法不需要在传统的湿法工艺中进行溶剂萃取以及萃取混合液的分离操作，并且废气系统回收的溶剂还可以继续进入配料系统回收利用，大大降低了生产成本。

本发明技术方案包括：

一种新型低成本锂离子电池PE隔膜的制备方法，包括以下步骤：

a、配料：按照重量百分比称取15～50﹪的聚乙烯、50～85﹪的有机溶剂，将其充分混合，得到混合物A；

b、挤出、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：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铸片；

d、双向拉伸：将在步骤c中得到的铸片经预热后进行高温双向拉伸，得到含油薄膜；

e、真空干燥：将步骤d中的含油薄膜送入真空干燥箱中，设定温度和负压使含油薄膜中的有机溶剂挥发，得到干燥多孔膜初级产物，挥发出来的有机溶剂冷却后进入废气吸附装置，选用吸附剂对有机溶剂进行吸附，吸附完成后解析，解吸废气经冷凝后进入分层槽，分离出来的有机溶剂进入配料系统回收利用；

f、横拉扩幅：步骤e中的多孔膜初级产物经过横拉机扩幅后得到隔膜；

g、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。

上述步骤a中有机溶剂为煤油或十氢萘。

上述步骤b中混合物A经过直径为96mm、长径比为52、温度为130℃的双螺杆挤出机得到高温熔体。

上述步骤c中从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为20℃—30℃—30℃—30℃的四个激冷辊后得到挤出铸片；挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为5倍，横拉比为5倍的含油薄膜。

步骤d中，所述的双向拉伸既可以是双向分步拉伸，也可以是双向同步拉伸。

上述步骤e中，所述干燥箱温度为100℃，负压在-80KPa以下，所述吸附剂为活性炭纤维。

上述步骤f中，横拉机的横拉比为1.2倍，横拉机温度为120℃。

上述步骤g中，热定型温度为125℃。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种新型低成本锂离子电池PE隔膜的制备方法，与现有技术相比，在原料的选取上，本发明以聚乙烯和有机溶剂为原料，有机溶剂选择煤油或十氢萘，由于煤油和十氢萘沸点较低，在真空干燥步骤中易于挥发出来；在制备工艺上，与传统的湿法工艺相比，该方法避免了传统的湿法工艺中溶剂萃取以及萃取混合液的分离操作，并且废气系统回收的溶剂还可以继续进入配料系统回收利用，大大地降低了生产成本。

具体实施方式

本发明提出了一种新型低成本锂离子电池PE隔膜的制备方法，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。

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：

聚乙烯：是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物，聚乙烯无臭、无毒、手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优；本发明聚乙烯包括分子量为100～150万的超高分子量聚乙烯与分子量低于100万的高密度聚乙烯。