[发明专利]一种超薄锂离子电池隔膜及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种超薄锂离子电池隔膜及其生产工艺。

背景技术

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。

锂离子电池隔膜广泛应用于笔记本电脑、数码相机、MP4、蓝牙等电子产品或移动终端的电池中，随着技术的发展，这类设备的体积越来越小，也就要求电池的体积相应减小，鉴于此，迫切需要一种能量密度高、超薄化的电池隔膜。

发明内容

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且能量密度大大提升的超薄锂离子电池隔膜及其生产工艺。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种超薄锂离子电池隔膜，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、卷曲、分切制成；隔膜厚度为2-6μm，厚度均匀性波动在+0.5μm以内；空孔率为25%-42%，透气度为50-350sec/100ml；针刺强度150gf-500gf；横向拉伸强度大于180MPa，纵向拉伸强度大于170MPa，90℃纵向收缩率≤2%，90℃横向收缩率≤1%，闭孔温度为128-135℃。

前述聚乙烯的重均分子量为（1.0-8.0）×10⁶。

前述聚乙烯的重量份为100，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的重量份为5-10，烷烃基石蜡油的重量份为300-400。

本发明还提供了超薄锂离子电池隔膜的生产工艺，具体包括如下步骤：

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（1.0-8.0）×10⁶，得到混合物；

S2、将步骤S1得到的混合物精确定量输送到挤出机中，挤出机的温度为160-200℃，螺杆的转速为100-200rpm，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160-180℃、挤出速度为1-1.8米/分钟，再使用流延法流延到直径大于500mm冷却辊上冷却至70℃，得到冷却后的挤出物；

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5-10倍，纵向的拉伸倍率为5-15倍，拉伸温度为100-130℃，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渍于二氯甲烷中，二氯甲烷浓度为99.9%以上，以去除所述初膜上的烷烃基石蜡油，然后进行50-110℃干燥；

S5、将步骤S4得到的去除了烷烃基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3-10分钟，然后冷却至室温；

S6、将步骤S5得到产品再进行100-110℃的低张力热处理30秒以上以释放应力，得到超薄锂离子电池隔膜产品。所谓低张力热处理是让隔膜处于纵向松弛或着处于1-0.5牛的低张力情况下，在100-110度温度下热定性及隔膜内应力松弛。

其中，步骤S2中，控制冷却辊的表面温度为50摄氏度，使挤出物以50℃/分钟的速度冷却至70℃；步骤S3中，使用超倍率拉伸技术，面拉伸倍率为100倍率以上，有利于实现超薄隔膜的制备及提高隔膜的强度，其中，面拉伸倍率是横向拉伸倍率*纵向拉伸倍率，是表征隔膜总体拉伸倍率的参数。

进一步地，在步骤S6之后还包括步骤S7：卷曲、分切及包装。

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10-50m/min，浸渍时间为2-10min。

前述聚乙烯为100重量份，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚为5-10重量份，烷烃基石蜡油为300-400重量份。