[發明專利]一種濕法抄紙工藝制造動力鋰離子電池隔膜的方法

有效

• 申請號: 201810812288.0
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109004154B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 江建平;郭清海;郭人琦;柯偉斌
• 申請（專利權）人: 廣東蒙泰高新纖維股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M10/0525
• 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;黃少松

本發明涉及一種濕法抄紙工藝制造動力鋰離子電池隔膜的方法。所述方法包括PE?Copet海島型短纖的制備，空心PP短纖的制備，由PE?Copet海島型短纖制備表層無紡布，由70～80wt％的PP短纖和30～20wt％的PE?Copet短纖制備中間層復合無紡布，然后通過熱輥熱壓膠黏，溫度在120～135℃，壓力在3～7 MPa的機械作用下形成厚度為20～35μm的PE/PP/PE三層復合無紡布膜。再將PE/PP/PE三層復合無紡布膜進入堿減法將島中的Copet溶化析出形成孔徑在0.25～0.5μm的孔，洗凈后再經過烘干定型處理，得到動力鋰離子電池隔膜。在本發明中，中間PP層是高強度的中空FDY絲，形成骨架層和孔隙率層，在鋰電池高溫時PE閉合時，骨架層保持隔膜尺寸穩定，防止鋰離子短路引起爆炸。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池隔膜技術領域，具體涉及一種濕法抄紙工藝制造動力鋰離子電池隔膜的方法。

背景技術

在動力鋰電池的結構中隔膜是一種關鍵的材料，其性能必須孔隙率高，強度好，孔徑在一定區域內，且均勻可控。熱尺寸穩定，熱關閉溫度及熱熔化溫度浸潤性等性能。目前生產鋰離子隔膜通常采用干法和濕法兩種方法；干法生產的隔膜的性能較低，滿足不了大功率動力鋰電池的需求。因此人們在不斷開發濕法抄紙工藝生產的聚烯烴無紡布鋰電池隔膜。強度大，孔隙率高，孔徑穩定均勻，耐酸耐堿化學性能穩定是理想的動力鋰離子電池隔膜的材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種濕法抄紙工藝制造動力鋰離子電池隔膜的方法，旨在使其強度大，孔隙率高，孔徑穩定均勻，耐酸耐堿化學性能穩定。

本發明，包括以下工藝：

（1）PE-Copet海島型短纖的制備：通過熱熔紡絲技術配合復合紡絲組件，以PE為海，重量比占70～80％，以堿溶性Copet為島，重量比占20～30％，生產出島的個數為30～50個的海島型PE-Copet POY原絲，原絲再經過牽伸、卷繞成型生產出單絲為0.05～0.2D的海島型牽伸絲，再將PE-Copet海島型的長絲切成5～20mm長的短纖；

（2）空心PP短纖的制備：通過熱熔紡絲生產出空心的PPFDY絲，強度大于3g/D，結晶率高，單絲纖度1-3D，中空度≥20％，再將生產好的中空PP長絲切成10～20mm的短纖；

（3）表層PE-Copet海島型短纖無紡布的制備：將PE-Copet海島型短纖按重量比加入0.5-3%的消泡劑、0.01-0.15%的分散劑和適量去離子水，經磨漿機處理使短纖分散不凝絮，得到造紙漿料，造紙漿料在抄紙機上進行抄造成型得到濕態無紡布膜，濕態無紡布膜再通過熱軋壓干燥膠黏，熱軋溫度為120～125℃，壓力為0.5～2MPa；再經過卷繞便獲得厚度為10～15μm海島型無紡布膜；

（4）中間層由PP短纖和PE-Copet短纖制備的復合無紡布：將中空的PP短纖重量比例占70～80％，PE-Copet海島型短纖重量比例30～20％，以及按短纖總重量加入0.5-3%的消泡劑、0.01-0.15%的分散劑和適量去離子水，經磨漿機處理使短纖分散不凝絮，且兩種短纖混勻，得到造紙漿料，造紙漿料在抄紙機上進行抄造成型得到濕態復合無紡布膜，濕態復合無紡布膜再通過熱軋壓干燥膠黏，熱軋溫度為120～125℃，壓力為0.5～2MPa；再經過卷繞便獲得厚度為10～15μm復合無紡布膜；

（5）PE/PP/PE三層復合無紡布膜的制備：由工藝（3）所制備的海島型無紡布膜作為上、下兩表層，由工藝（4）所制備的復合無紡布膜作為中間層，然后通過熱輥熱壓膠黏，溫度在120～135℃，壓力在3～7 MPa的機械作用下形成厚度為20～35μm的PE/PP/PE三層復合無紡布膜。

（6）將PE/PP/PE三層復合無紡布膜進入堿減法將島中的Copet溶化析出形成孔徑在0.25～0.5μm孔，洗凈后再經過烘干定型處理，得到動力鋰離子電池隔膜。

本發明，所述消泡劑為可溶性硅油；所述分散劑為聚氧乙烯PEO。