[發明專利]鋰離子電池隔膜制備方法及系統

有效

• 申請號: 200810042043.0
• 申請日: 2008-08-25
• 公開（公告）號: CN101345296A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 陸英
• 申請（專利權）人: 陸英;屠正明
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;C08J5/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種制備方法及系統，尤其涉及一種鋰離子電池隔膜制備方法及系統。

背景技術

可充電鋰離子二次電池具有高比能量、長循環壽命、無記憶效應的特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優點，因而成為近年來新型電源技術研究的熱點。由于鋰離子電池是綠色環保型無污染的二次電池，符合當今各國能源環保方面大的發展需求，在各行各業的使用量正在迅速增加。目前二次鋰離子電池除廣泛用于日常熟知的手機、筆記本電腦以及MP3等數碼電子產品外，近年在電動車、電動自行車等一些大功率電池方面也已經開始使用。從2001年起，全球鋰離子電池產量以每年40％的速度在迅速遞增。

隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，其性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環性能等特性。性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。但是，以往的制備工藝會導致鋰離子電池隔膜成孔不均勻且膜厚不均勻，從而影響鋰離子電池的質量。

中國專利號為200710071919.X的發明專利公布了一種雙螺桿擠出機連續溶解聚乙烯制備鋰離子電池隔膜的方法。該雙螺桿擠出機連續溶解聚乙烯制備鋰離子電池隔膜的方法步驟如下：

一、將超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和礦物油一同加入連續配料加料釜中，以10～60轉/分的速度攪拌，將原料混合均勻，其中超高分子量聚乙烯與高密度聚乙烯的質量比為1:1～15，超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯的總質量與礦物油的質量比為1:5～15；

二、將混合物連續加入雙螺桿擠出機，在40～240℃條件下，超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯在雙螺桿擠出機中連續溶解于礦物油中，再由雙螺桿擠出機以50～250轉/分的速度連續擠出；

三、混合物按照超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯的總質量與礦物油的質量比為1：5～15連續輸入到狹縫模頭內；

四、混合物通過狹縫模頭擠到流延冷卻輥，在10～100℃條件下流延成帶狀物；

五、萃取步驟四得到的帶狀物表面的礦物油；

六、在80～120℃條件下將帶狀物連續送入雙向拉伸機6拉伸成薄膜；

七、萃取步驟六得到的薄膜表面的礦物油；

八、在80～120℃條件下，進行熱定型2～10分鐘；

九、將薄膜以3～20米/分速度收卷，得到鋰離子電池隔膜。

上述方法解決了傳統技術中薄膜成孔不均勻的問題，但是還存在著下述缺陷：

第一、上述方法中步驟四中的混合物只經過了一組流延冷卻輥，導致其制得的鋰離子電池隔膜厚度不夠均勻。

第二、上述方法使用了兩次萃取工藝，增加了制作成本。

第三、以上述方法制得的鋰離子電池隔膜的厚度在15～60毫米之間，其薄膜最低厚度還顯過厚。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池隔膜制備方法，以解決現有技術制得的鋰離子電池隔膜厚度不夠均勻且成本較高的缺陷。

本發明的另一目的在于提供一種鋰離子電池隔膜制備系統，以解決現有技術制得的鋰離子電池隔膜厚度不夠均勻且成本較高的缺陷。

為了達到上述目的，本發明提供一種鋰離子電池隔膜制備方法，包括以下步驟：

一、將超高分子聚乙烯、交聯劑、抗氧劑和礦物油按一定比例配比加入攪拌機內以40～300rpm的速度將原材料充分進行攪拌，其中，礦物油與抗氧劑的質量比為1500～1600∶1，礦物油與超高分子聚乙烯的質量比為4～8∶1，交聯劑與礦物油的質量比為1∶30～35；

二、將由步驟一攪拌后的混合物投入雙螺桿擠出機以100～250℃加熱連續擠出，形成基片；

三、用2～20米/分鐘的速度使從雙螺桿擠出機擠出的基片通過溫度范圍為5～40℃的冷卻成型機進行冷卻成型；

四、通過雙向拉伸設備以2～20米/分鐘的速度對基片進行橫、縱雙向同時拉伸，使基片拉伸成薄膜，拉伸成型的薄膜厚度達到30～100μm，隔膜針刺強度為300～600gf；

五、將寬度為1500～2500毫米的薄膜通過萃取槽萃取出薄膜中的礦物油；

六、在100～160℃的溫度下對薄膜進行1～3分鐘的熱處理；

七、卷曲鋰電池隔膜進行分切包裝。

依照本發明較佳實施例所述的鋰離子電池隔膜制備方法，步驟一中的抗氧劑由兩種酚類抗氧劑混合而成。

依照本發明較佳實施例所述的鋰離子電池隔膜制備方法步驟一中的礦物油的可利用粘度等級為35～55。

依照本發明較佳實施例所述的鋰離子電池隔膜制備方法步驟一中的礦物油的可利用粘度等級為50。