[發明專利]一種高導熱復合隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201811402589.2
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109786632A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 周江;孟繁慧;劉婧;鄭濤;伍紹中
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

1.一種高導熱復合隔膜，其特征是：所述高導熱復合隔膜包括高分子塑料、高導熱無機納米材料和添加劑，按其重量份數計，高分子塑料為50-90份，高導熱無機納米材料為1-50份，添加劑為0.1-5份。

2.根據權利要求1所述的高導熱復合隔膜，其特征是：所述高導熱無機納米材料采用六方氮化硼或六方氮化硼與氧化鈹、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化鋁或氮化硅中的一種或幾種材料的混合材料，粒度D50為1-100納米。

3.根據權利要求1所述的高導熱復合隔膜，其特征是：所述高分子塑料采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的高導熱復合隔膜，其特征是：所述添加劑包含抗氧劑或除酸劑，抗氧劑采用酚類抗氧劑、磷類抗氧劑、硫類抗氧劑或天然抗氧劑的一種或幾種，除酸劑采用金屬硬脂酸鹽、水滑石類、水鋁鈣石、氧化鋅或亞磷酸酯中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的高導熱復合隔膜，其特征是：所述高導熱復合隔膜厚度為5-30微米，孔隙率為20％-50％，透氣度為600s/100mL以下，拉伸強度為10-2000kgf/cm2，拉伸率為1％-50％，導熱系數為0.3-30W/m.K。

6.一種根據權利要求1所述的高導熱復合隔膜的制備方法，其特征是：采用傳統鋰離子電池隔膜生產工藝，采用復合高導熱無機納米材料的隔膜母料或與常規隔膜制備流程的原料混合以及鑄片工序中復合高導熱無機納米材料，改進制備隔膜工藝，具體步驟如下：

步驟一，調制高分子塑料、高導熱無機納米材料、添加劑混合溶液的混煉熔融：按重量份數計，將高分子塑料50-90份，高導熱無機納米材料1-50份，添加劑0.1-5份、石蠟油10-50份混合，并投入強混煉型雙螺桿擠出機中，加入流動石蠟，熔融混煉溫區溫度設定為150-250℃，進行熔融混煉；

步驟二，擠出、冷卻：混煉熔融后的物料經齒輪泵計量和過濾器過濾后，傳輸至模頭，雙螺桿擠出機擠出膠狀片材的成型體，落至流延機組內的冷卻輥上進行冷卻，流延機組采用冷凍后的對膠狀片材進行冷卻，冷卻溫度范圍為20℃-40℃，成型體冷卻后在40℃-60℃中保溫；

步驟三，膠狀片材的拉伸：將膠狀片材采用縱向拉伸、橫向拉伸或兩種拉伸方式同時進行，獲得拉伸的隔膜；拉伸預熱溫度控制在混合溶液結晶點溫度以下5℃-30℃，拉伸溫度控制在結晶點溫度以下5℃-40℃；冷卻溫度為20℃-60℃；

步驟四，成膜溶劑的去除、萃取抽孔及干燥：將拉伸的隔膜牽引進入萃取及干燥裝置中，使用二氯甲烷采用內置循環方式清洗拉伸的隔膜，其從萃取溶劑中出來后，抽除殘留的流動石蠟，再進行水洗，水洗溫度為10-60℃，水洗完成后隔膜的微孔成型，然后干燥處理，萃取及干燥裝置中，微孔抽出的溫度控制在5℃-25℃，負壓狀態-5—-40Kpa；

步驟五，熱定型及收卷，制成高導熱復合隔膜。

7.根據權利要求6所述的高導熱復合隔膜的制備方法，其特征是：步驟一中所述的高導熱無機納米材料采用六方氮化硼或六方氮化硼與氧化鈹、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化鋁或氮化硅中的一種或幾種材料的混合材料；高分子塑料采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺的一種或幾種；所述添加劑包含抗氧劑或除酸劑，抗氧劑采用酚類抗氧劑、磷類抗氧劑、硫類抗氧劑或天然抗氧劑的一種或幾種；除酸劑采用金屬硬脂酸鹽、水滑石類、水鋁鈣石、氧化鋅或亞磷酸酯中的一種或幾種。

8.根據權利要求7所述的高導熱復合隔膜的制備方法，其特征是：步驟一中所述的高導熱無機納米材料的粒度D50為1-100納米。