[發明專利]一種鋰離子電池隔膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201810190524.X
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108448035B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 郭清海;江建平;郭人琦
• 申請（專利權）人: 廣東蒙泰高新纖維股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525;D01F8/06;D01F8/14
• 代理公司: 揭陽市博佳專利代理事務所(普通合伙) 44252
• 代理人: 黃鏡芝

本發明涉及一種新型鋰離子電池隔膜及其制造方法。利用化纖復合紡絲技術生產出以聚丙烯PP為芯、堿溶性聚酯COPET和聚乙烯PE為皮，同時COPET和PE呈海島分布的復合細旦POY纖維，再將該POY纖維通過整經，排列成一定幅寬的織物，通過熱輥拉伸熱壓，使熔點低的PE組分熔融相連而變成膜，再經過堿液溶掉COPET，使薄膜中的COPET處變成孔隙，而PP纖維成了這張膜的骨架，最終形成一種強度高、孔隙均勻、厚度適中可以適應于實際應用的鋰離子電池隔膜。其優點在于其厚度、強度、孔隙都能進行有效的控制，同時PE的熔點在120度左右，當電池出現故障發熱達到PE熔點時，PE會自動熔化，使隔膜里面的孔隙關閉起來，電池自動停止工作，從而避免出現危險事故。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池隔膜技術領域，具體涉及一種新型鋰離子電池隔膜及其制造方法。

背景技術

在鋰離子電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜可隔離電池正負極，以防止出現短路；還可以在電池過熱時，通過閉孔功能來阻隔電池中的電流傳導。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環性能以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。高端隔膜材料特別是動力鋰離子電池用隔膜材料對產品的一致性要求極高，除了厚度、表面密度、力學性能這些基本要求之外，對隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也有很高的要求。我國隔膜行業經過十多年的發展，雖然已經逐步縮小與外國高端技術的差距。但在工藝與產品的要求方面仍然存在著不少問題。比如隔膜的強度不足，孔隙不均，不耐高溫等等問題。而隨著未來新能源電動汽車普及以及越來越大的以電力取代其他能源的趨勢，鋰離子電池隔膜的發展是否能夠跟上社會發展的需要，成為了一個行業發展的難題和挑戰。

本發明所涉及到的一種鋰離子電池隔膜及其制造方法，旨在提供一個強度更高，孔隙更均勻的隔膜制造方法。即通過紡絲工藝生產出以PP、PE和COPET多組分復合細旦POY纖維。通過整經使纖維形一定寬幅的織物，再經過熱輥熱壓拉伸，使熔點低的PE纖維熔融成膜，再經過堿液溶掉COPET形成孔隙，而PP纖維成了這張膜的骨架；最終形成出強度高、孔隙均勻、厚度適中可以適應于實際應用的鋰離子電池隔膜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型鋰離子電池隔膜及其制造方法，旨在提供一個強度更高，孔隙更均勻的隔膜制造方法。

本發明，所述的鋰離子電池隔膜，利用化纖復合紡絲技術生產出以聚丙烯PP為芯、堿溶性聚酯COPET和聚乙烯PE為皮，同時COPET和PE呈海島分布的復合細旦POY纖維，其中，COPET為島，PE為海，再將該POY纖維通過整經，排列成一定幅寬的織物，通過熱輥拉伸熱壓，使熔點較低的PE組分熔融相連而變成膜，而熔點較高的PP、COPET組份形成的纖維均勻的分布在PE薄膜里面，再經過堿液溶掉COPET，使薄膜中的COPET處變成孔隙，而PP纖維成了這張膜的骨架，最終形成一種鋰離子電池隔膜。

本發明，所述鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）通過熱熔紡絲技術配合復合紡絲組件，生產出以聚丙烯PP為芯、堿溶性聚酯COPET和PE為皮，同時COPET和PE呈海島分布的復合細旦POY纖維，生產出復絲為10-20旦，單絲為1旦-2旦多組分細旦復合POY纖維，其中：PP占5-10wt%，COPET占40-45wt%，其余為PE；

（2）根據實際需要用復合POY纖維整經出一定幅寬的織物；

（3）織物經過熱輥拉抻，由于各組份材料的差異，POY纖維各組分分裂開來，PP、COPET形成單絲極小的超細旦纖維；PP纖維控制在0.05旦-0.2旦之間，COPET控制在0.01-0.02旦之間；

（4）再經過120-122度的熱輥進行壓縮，使PE熔化成膜，而COPET在拉伸熱壓的過程中形成極小無規纖維，均勻的分布在薄膜中；同時通過復絲的纖維的旦數和拉伸倍數來控制薄膜的厚度，控制在38-42微米之間；