[發(fā)明專利]動力鋰離子電池隔膜的制備方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110252076.X
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102324480A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屠兆輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海乾呈玩具科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備方法，尤其涉及一種動力鋰離子電池隔膜的制備方法。?

背景技術(shù)

可充電鋰離子二次電池具有高比能量、長循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)的特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優(yōu)點，因而成為近年來新型電源技術(shù)研究的熱點。由于鋰離子電池是綠色環(huán)保型無污染的二次電池，符合當今各國能源環(huán)保方面大的發(fā)展需求，在各行各業(yè)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(shù)碼電子產(chǎn)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(jīng)開始使用。從2001年起，全球鋰離子電池產(chǎn)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(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能等特性。性能優(yōu)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(zhì)量。?

中國專利號為200810042043.0的發(fā)明專利公布了一種鋰離子電池隔膜的方法。該鋰離子電池隔膜的方法步驟如下：?

一、將分子量為700萬~100萬的超高分子聚乙烯、聚降冰片烯交聯(lián)劑、抗氧劑和礦物油按一定比例配比加入攪拌機內(nèi)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(zhì)量比為1500~1600∶1，礦物油與超高分子聚乙烯的質(zhì)量比為4~8∶1，交聯(lián)劑與礦物油的質(zhì)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(xù)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(shè)備以2～20米/分鐘的速度對基片進行橫、縱雙向同時拉伸，使基片拉伸成隔膜，拉伸成型的隔膜厚度達到30～100μm，隔膜針刺強度為300～600gf；

五、將寬度為1500～2500毫米的隔膜通過萃取槽萃取出隔膜中的礦物油；

六、在100～160℃的溫度下對隔膜進行1～3分鐘的熱處理；

七、卷曲鋰電池隔膜進行分切包裝。

上述方法解決了傳統(tǒng)技術(shù)中隔膜厚度不夠均勻且成本較高的問題，但是還存在著下述缺陷：?

第一，上述方法中是采用一條龍的加工工藝，這樣會增加加工設(shè)備的數(shù)量和成本；

第二，上述方法中步驟一中使用的聚降冰片烯交聯(lián)劑，增加了制作成本；

第三，上述方法萃取隔膜中的礦物油后，隔膜上殘存的萃取劑不能保證充分的揮發(fā)，導致隔膜質(zhì)量下降；同時隔膜存在形狀容易出現(xiàn)隔膜偏差較大的問題；

第四，上述方法中各項參數(shù)的參考范圍的限定比較苛刻，對原材料和生產(chǎn)工藝的要求都較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種動力鋰離子電池隔膜的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)鋰離子電池隔膜的設(shè)備使用量大、設(shè)備成本較高和制得的鋰離子電池隔膜次品發(fā)生率、生產(chǎn)要求較高的缺陷。?

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種動力鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：?

一、將超高分子聚乙烯、抗氧劑和礦物油按一定比例配比加入攪拌機內(nèi)將原材料充分進行攪拌；

二、將由步驟一攪拌后的混合物投入雙螺桿擠出機加熱連續(xù)擠出，形成基片；

三、從雙螺桿擠出機擠出的基片經(jīng)過一組冷卻輥組進行冷卻成型；

四、冷卻成型后的基片經(jīng)過分流進入第一加工線和第二加工線并同時進行分別加工；

進入第一加工線的冷卻成型的基片的加工：

（1）進入第一加工線的冷卻成型的基片通過雙向拉伸設(shè)備進行橫、縱雙向同時拉伸，使基片拉伸成隔膜；

（2）使用烷烴類萃取劑，將隔膜通過萃取槽萃取出隔膜中的礦物油；

（3）將萃取后的隔膜通過橫向拉伸設(shè)備，對隔膜進行定型、拉伸、糾偏，并確保隔膜上的殘余萃取液的揮發(fā)；

（4）對隔膜進行熱處理；

（5）對熱處理后的成品隔膜進行收卷；

進入第二加工線的冷卻成型的基片的加工：

（1）進入第二加工線的冷卻成型的基片通過雙向拉伸設(shè)備進行橫、縱雙向同時拉伸，使基片拉伸成隔膜；

（2）使用烷烴類萃取劑，將隔膜通過萃取槽萃取出隔膜中的礦物油；

（3）將萃取后的隔膜通過橫向拉伸設(shè)備，對隔膜進行定型、拉伸、糾偏，并確保隔膜上的殘余萃取液的揮發(fā)；

（4）對隔膜進行熱處理；

（5）對熱處理后的成品隔膜進行收卷。