[发明专利]一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法。本发明在微孔膜拉伸工序后直接进行在线涂覆工序，并通过干燥定型阶段使涂覆膜中的溶剂挥发，形成均匀稳定的微孔隔膜。有益效果：（1）经过特殊配方的设计，使膜孔在定型阶段保持较高的稳定性，保证了涂覆的稳定性。本发明制备的涂覆膜具有孔径均匀、剥离强度高的特点。（2）提出在线涂覆工艺，使涂覆膜的孔结构发生转变，提高了涂层颗粒与基膜之间的粘结强度，从而提高膜的剥离强度。（3）采用定型前涂覆浆料固化表层孔结构的方式来降低膜的曲折度，从而得到具备较高电池循环效率的为微孔隔膜，并通过这种方法提高生产效率，降低成本。

技术领域

本发明涉及微孔膜技术领域，具体为一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法。

背景技术

微孔膜技术由于膜体内部存在各种不同结构的细微孔洞，可以起到过滤颗粒、液体甚至气体的作用在多个领域被广泛应用，例如水处理膜、气体分离膜等，或者能够起到物质传导作用，比如质子传导膜，离子传导膜，锂电池隔膜等等一系列微孔膜。通常情况下，这些膜都需要经过多道工序组合来制备，甚至每两道工序之间由于工艺差距太大而无法在连续生产中进行操作，需要进行二次加工，比如微孔膜的涂布、化学改性等。因此，无法保证生产出的产品批次之间的稳定性，同时也增加了生产成本。另外，由于分步式二次加工过程中，基膜已经时效结束，膜面的结构基本不会再发生变化，在二次加工涂布时，仅仅通过低温加热和粘结剂对表面的改性作用无法将涂层牢固的粘接在基膜表面，会造成涂覆膜涂层脱落的现象；更重要的是，二次涂覆往往由于二次成型工艺的限制，无法发挥基膜性能的最优加工节点，会导致涂覆膜的曲折度过大，导致锂离子传输过程受到限制，从而影响电池的放电效率。

针对以上问题，本发明从制备工艺、原料配方等方面，提出一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：原料的熔融挤出：将聚烯烃材料、致孔剂、粘性添加剂、抗氧化剂混合均匀；熔融挤出，冷却成为流延片材；

S2：纵向拉伸：将流延片材采用纵向热辊式拉伸方法进行纵向拉伸，得到膜；

S3：横向拉伸：将膜采用链夹式拉伸方法进行横向均匀拉伸，得到薄膜；

S4：助剂萃取：将薄膜浸入溶剂中进行萃取，得到微孔膜A；

S5：在线涂覆：将微孔膜A干燥；将涂覆浆料喷涂在微孔膜A表面，得到微孔膜B；

S6：干燥定型：将微孔膜B快速送入热风干燥箱中，控制风速持续干燥；持续加热定型，得到微孔隔膜。

较为优化地，包括以下步骤：

S1：原料的熔融挤出：将聚烯烃材料、致孔剂、粘性添加剂、抗氧化剂混合均匀；置于挤出机中加热熔融；溶体通过T型模头挤出并冷却成为流延片材；

S2：纵向拉伸：将流延片材采用纵向热辊式拉伸方法进行纵向拉伸，设置拉伸倍数为10倍，得到厚度为90~100μm的膜；

S3：横向拉伸：将膜采用链夹式拉伸方法进行横向均匀拉伸，设置拉伸倍数为10倍，得到厚度为7~9μm的薄膜；

S4：助剂萃取：将薄膜浸入二氯甲烷液体中进行多次萃取，得到平均孔径为25~55nm的微孔膜A，该膜50nm以上孔径和40nm以下孔径占比分别小于10%和15%；

S5：在线涂覆：将微孔膜A干燥；设置涂覆速度为50m/min，将涂覆浆料喷涂在微孔膜A表面，得到微孔膜B；