[发明专利]一种锂电池隔膜纸及其制造方法

说明书

本发明公开了一种锂电池隔膜纸及其制造方法，所述隔膜纸经聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维进行湿法造纸制成，所述聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维的用量配比为1~3:1~3:1，其抄纸用水温度为80℃~100℃。本发明隔膜纸的制作方法采用湿法造纸工艺，该工艺能够使聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维缠接均匀，能够提升隔膜纸的成孔率、耐热性和穿刺强度，解决了现有技术中隔膜纸耐热性差，穿刺强度弱的问题。

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种锂电池隔膜纸及其制造方法。

背景技术

锂电池的结构中，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。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。

由于锂电池的电解液为有机溶剂体系，因而需要耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。而现有的聚烯烃多孔膜主要采用高温熔融拉伸的工艺制成，但是该方法制备的隔膜纸均匀性差，孔隙率低，电解质离子的通透性差，且电阻较大，无法满足锂电池的充放电性能，同时其使用过程中耐热温度低，一但温度过高其穿刺强度和韧性都会大大降低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种锂电池隔膜及其制造方法，从而改善现有的聚烯烃多孔膜的均匀性，提升聚烯烃多孔膜的孔隙率、穿刺强度和耐热温度。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种锂电池隔膜纸，所述隔膜纸经聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维进行湿法造纸制成，所述聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维的用量配比为1~3:1~3:1，其抄纸用水温度为80℃~100℃。

聚丙烯熔喷纤维的熔点为170℃左右，聚乙烯纤维熔点为130℃左右，二者熔点都比较低，当抄纸用水温度达到80℃~100℃时，聚乙烯纤维会软化，更有利于和聚丙烯熔喷纤维与陶瓷纤维相互缠接，三种纤维之间的结合力增强，有利于隔膜纸的成型，也能够提升隔膜纸的成孔率。同时，陶瓷纤维强度高，绝缘性好，耐热性强，选用陶瓷纤维能够整体提升隔膜纸的耐热性和穿刺强度，也避免了陶瓷粉末对隔膜纸的成孔率造成不利影响。

进一步地，本发明的锂电池隔膜纸，所述聚丙烯熔喷纤维长度为2mm~6mm,纤度为0.1~0.2detx；所述聚乙烯纤维长度为2mm~6mm，纤度为0.1~0.2detx；所述陶瓷纤维长度为1mm~3mm，纤维直径为2~4um。

本发明的锂电池隔膜纸的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，原料的准备：选取聚丙烯熔喷纤维和聚乙烯纤维的长度为2mm~6mm，陶瓷纤维的长度为1mm~3mm，称取聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维的用量配比为1~3:1~3:1；

步骤二，原料的疏解：将三种纤维在水中搅拌混合，加入纤维原料质量的0.5%~1%的纤维分散剂，再放入疏解机进行疏解；

步骤三，原料抄纸：将疏解好的纤维原料倒入抄纸机容器进行抄纸，纤维原料稀释浓度为0.1%~0.2%，加入防老化剂，此时控制稀释水温度为80℃~100℃，静置60s~90s，再搅拌30s~60s。

步骤四，网部脱水成型，控制水流速为5~10cm/s，再进行压榨、干燥和压光处理，切割后得到锂电池隔膜纸。

本发明中隔膜纸采用湿法造纸工艺进行，能够使聚丙烯熔喷纤维、聚乙烯纤维和陶瓷纤维混合更为均匀，且隔膜纸的成孔率更高。