[发明专利]一种低内应力锂离子电池隔膜及制备方法

说明书

本发明提供一种低内应力锂离子电池隔膜的制备方法，在聚乙烯原料中加入添加剂，匹配相应的工艺设计，来达到降低隔膜内应力的目的；聚乙烯原料选用超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯混合而成；在超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、白油混熔时，添加聚苯乙烯、增强纤维和成核剂进行混熔，从配方设计上降低可能存在的微观内应力；聚苯乙烯为改性聚苯乙烯；将横拉烘箱的结构设计为单独控制7个加热区的温度，按照由中心对称向两侧递增的方式对隔膜进行加热；本发明制备的低内应力锂离子电池隔膜是聚乙烯微孔隔膜，厚度为5‑20μm，孔隙率在30‑50％，透气值在130‑300，孔径为0.01‑0.1μm，热收缩低于3，拉伸强度高于2000MPa。

技术领域

本发明涉及电池隔膜领域，具体是一种低内应力锂离子电池隔膜及制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作；日常生活中使用的手机和笔记本电脑利用的都是锂离子电池，通常人们称其为锂电池；电池的电极一般采用含有锂元素的材料，是现代高性能电池的代表。

锂离子电池是由正极材料、负极材料、电解液、隔膜组成。其中隔膜起到隔绝正负两极的作用，是锂离子电池的重要组成部分，使得锂离子电池在充电过度或温度升高的情况下达到限制电流升高的效果，防止电池短路引起爆炸，故对电池隔膜的力学性能、热学强度有较高要求。

电池隔膜的内应力过大，一方面会引起电池隔膜的收缩较大，导致电池隔膜的尺寸变小、隔膜褶皱或卷取暴筋、倒三角等不良，另一方面会导致电池隔膜膜面产生形变不良，影响电池隔膜的后续分切及电池的卷绕；这些产生的不良均会造成电池隔膜的生产良率大幅下降，最终会影响锂电池的性能和安全，造成电池良率下降及卷取困难，甚至产生电池短路和爆炸的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低内应力锂离子电池隔膜及制备方法，以解决现有技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种低内应力锂离子电池隔膜的制备方法包括如下步骤：

(1)混料：配置聚乙烯原料、添加剂，然后将聚乙烯原料、添加剂混合搅拌得到混合料；

(2)挤出：将步骤(1)中混合料与致孔剂白油混合后挤出，得到熔融态挤出片材；

(3)纵向拉伸：将步骤(2)中熔融态挤出片材进行纵向拉伸得到纵拉后薄膜；

(4)一次横向拉伸：将步骤(3)中纵拉后薄膜进行一次横向拉伸得到一次横拉后薄膜；

(5)萃取：将步骤(4)中一次横拉后薄膜从萃取溶剂中通过，除去薄膜中的白油，得到萃取后的薄膜；

(6)二次横向拉伸：将步骤(5)中萃取后的薄膜进行二次横向拉伸，得到二次横拉后的薄膜；

(7)热定型：将步骤(6)中二次横拉后的薄膜进行热定型处理，得到热定型后的薄膜；

(8)收卷：将步骤(7)中热定型后的薄膜收卷在卷芯上。

进一步的，聚乙烯原料为超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯混合而成；超高分子量聚乙烯分子量为1000000-4000000，高密度聚乙烯分子量为300000-800000；选用超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯是因为分子量大，随着分子量增大，大分子链间作用力和缠结程度增加，从而降低隔膜的内应力，且聚苯乙烯在PE连续相中呈近似珠粒状分散，可使内应力沿球面分散缓解，从而达到降低内应力的目的。

进一步的，步骤(1)中添加剂为增强纤维和成核剂；