[發明專利]一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法

在審

• 申請號: 201811634582.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109742297A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 程躍;梅銅簡;洪之全
• 申請（專利權）人: 江西省通瑞新能源科技發展有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 黃新平

本發明公開了一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法，將改性后的無機納米粒子置于成孔劑中，超聲分散后進行機械高速攪拌；將聚烯烴樹脂與所述預分散溶劑加入至雙螺桿擠出中，高溫剪切、塑化、共混，得到混合熔體；將所述混合熔體輸送至T型模頭中，冷卻化，得到片材，超聲分散，得到預分散溶劑；通過添加膨潤土納米粒子作為異相成核劑，以獲得較高的孔隙率，較小的微孔尺寸，更均勻的微孔分布，形成良好的耐熱性能的同時確保了隔膜的機械強度。本發明制備的鋰電池隔膜具有優異的透氣性能，較高的機械強度、熱穩定性能，確保電池的高安全性。

技術領域

本發明涉及微孔膜制備技術領域，尤其涉及一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法。

背景技術

離子電池由正、負極材料、電解液、隔膜以及電池外殼組成，鋰電池隔膜是離子電池核心部件之一，其性能的好壞對鋰電池的整體性能有著非常重要的影響，特別是用作新能源汽車動力鋰電池對隔膜的性能要求更高，是制約鋰電池發展的關鍵技術之一。目前隔膜生產主要是三種工藝：干法單拉、干法雙拉、濕法雙拉。其中濕法隔膜具有微孔尺寸分布均勻，產品一致性好，孔隙率、透氣性可控范圍大，更易薄規格化生產等特點，因而近年來已經發展成主流工藝。

動力鋰電池由于其自身的特殊性，需要更高的電壓、更大的功率、更多的電量。隔膜作為動力鋰電池的關鍵材料之一，高孔隙率、高透氣性是動力鋰電池隔膜的關鍵性能指標，影響動力電池的內阻、電池容量、循環性能以及充放電電流密度等，而高孔隙率，往往會犧牲隔膜的機械強度、熱穩定性能，提升電池的微短路風險，進而影響電池的安全性能。

發明內容

本發明的目的就是提供一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法，該方法制備的鋰電池隔膜在具有高透氣性好、抗沖擊性能強、熱穩定性優等特點。

本發明的一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法，包括以下步驟，首先制備膨潤土納米顆粒，利用改性劑對膨潤土納米顆粒進行改性，然后將改性后的膨潤土納米顆粒置于成孔劑中，超聲分散，再攪拌，得到預分散溶劑；將聚烯烴樹脂和所述預分散溶劑加入至雙螺桿擠出機中，高溫剪切、塑化、共混，得到混合熔體，聚烯烴樹脂是重均分子量為0.6×10⁶～2.5×10⁶的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）；將所述混合熔體輸送至T型模頭中，在急冷機上冷卻固化，得到片材；將所述片材進行雙向拉伸，萃取、熱定型后得到鋰電池隔膜。

所述膨潤土采用酸化膨潤土、堿性膨潤土、有機酸膨潤土中一種或幾種。

所述表面改性劑優選為硅烷偶聯劑、陰離子表面活性劑中的其中一種。

所述改性膨潤土納米顆粒的平均粒徑優選為100～1000 nm，更優選為100～300 nm。

所述表面改性劑與膨潤土納米顆粒的質量比優選為1～20:100，更優選為1～10:100。

所述膨潤土納米顆粒與聚烯烴樹脂的質量比為0.1～15:100，優選為0.5～8:100。

所述成孔劑的溫度為 50～100℃。

所述雙向拉伸中橫拉與縱拉比例為1.1～10:1，優選的為4～8:1。

本發明的一種改性膨潤土制備鋰電池隔膜的方法，通過添加超高分子量聚乙烯，確保了隔膜的機械強度，同時，通過表面改性、預分散技術，添加一定量的膨潤土納米顆粒填料為異相成核劑，構成了一種“有機無機復合體系”，可以獲得較高的孔隙率，較小的微孔尺寸，較強的抗沖擊強度，以及良好的耐熱性能。采用本發明制備的鋰電池隔膜具有優異的透氣性能，同時具有較高的機械強度、熱穩定性能，均勻的微孔結構以及較小的微孔尺寸，從而確保電池的高安全性。

具體實施方式

實施例中，隔膜樣品的厚度以15 μm為參考標準，本發明實施例采用的原料和化學試劑均為市購。

實施例1