[發明專利]一種低應力鋰離子電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910559801.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110444715A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 高保清;舒均國;陳立新;高芳
• 申請（專利權）人: 高芳
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務所(普通合伙) 34139
• 代理人: 胡艷

本發明公開了一種低應力鋰離子電池隔膜及其制備方法，屬于鋰電池技術領域，其各個組成成分及其所占的重量份為：聚乙烯50?60份、聚丙烯30?50份、聚烯烴20?30份、造孔劑0.5?2份。本發明還提供了低應力鋰離子電池隔膜的制備方法。本發明進行去低溫去應力時，隔膜在一定溫度作用下通過內部局部塑性變形或局部的弛豫過程使殘余應力松弛而達到消除的目的。在去應力時，一般緩慢加熱至較低溫度，保持一段時間后，緩慢冷卻，以防止產生新的殘余應力。本發明制備的低應力鋰離子電池隔膜為超薄、高強度的隔膜材料，適合推廣應用。

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，涉及一種低應力鋰離子電池隔膜及其制備方法。

背景技術

隔膜是阻隔鋰離子電池正負極短路的關鍵核心材料，現有隔膜材料的制備技術以濕法工藝為主，經過高溫流延、多次多級拉伸而成，為確保隔膜制備過程中保持材料厚度的均勻性以及平整性，在制備過程中隔膜材料始終處于較強的拉力環境中，因拉伸產生的拉應力一直存在于隔膜材料結構中，無法釋放，從而導致隔膜材料在實際應用過程中強度下降，并且易發生收縮變形，給電池的安全使用造成嚴重的影響。隨著電池能量密度的不斷提升，對電池隔膜厚度及強度的要求越來越高，因此，開發超薄、高強度的隔膜材料，是鋰離子電池隔膜材料技術發展的迫切需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種低應力鋰離子電池隔膜及其制備方法。

其具體技術方案為：

一種低應力鋰離子電池隔膜，其各個組成成分及其所占的重量份為：聚乙烯50-60份、聚丙烯30-50份、聚烯烴20-30份、造孔劑0.5-2份。

進一步，其各個組成成分及其所占的重量份為：聚乙烯55份、聚丙烯40份、聚烯烴25份、造孔劑1.5份。

一種本發明低應力鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴原材料與造孔劑進行復合，經過高溫融化流延及冷卻成膜后，經過縱向和橫向拉伸；

步驟2、低溫去應力：將經過雙向拉伸后的膜通過低溫定型處理；

步驟3、通過常規的化學萃取，去掉造孔劑，經過去離子水清洗后，低溫烘干；

步驟4、化學去應力：將萃取后的隔膜半成品通過化學應力工藝對經過融熔及拉伸后的聚烯烴結構進行修整；

步驟5、次級低溫去應力：進行二次低溫定型處理，即得低應力鋰離子電池隔膜。

進一步，步驟2中，所述低溫去應力具體為：在具有0.5-1.0MPa壓力、循環速率為600-800cc/min的氮氣保護的環境下，在75-125℃的溫度下，對隔膜半成品的縱向和橫向均勻施加1.5-2.0N，拉速為1.0-3.0min的拉力，處理時間為45-60min。

進一步，步驟4中，所述化學去應力具體為：濃度為30-50ml/L的甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、三氯甲烷等有機溶劑，溶劑的溫度為80-100℃。

進一步，步驟5中，所述次級低溫去應力具體為：在具有0.5-1.0MPa壓力、循環速率為1000-1500cc/min的氮氣保護的環境下，在100-150℃的溫度下，對隔膜半成品的縱向和橫向均勻施加1.0-1.5N，拉速為1.0-5.0min的拉力，處理時間為30-60min。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：