[發明專利]一種高線速度-大寬幅的聚乙烯隔膜制備方法

在審

• 申請號: 201911365800.2
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111081948A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 蔣濤;翁星星;劉濤濤;孫愛斌;王正麗
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜

本發明屬于電池隔膜制備領域，具體涉及一種高線速度?大寬幅的聚乙烯隔膜制備方法，包括以下步驟：S1、共混擠出；S2、預萃取：將步驟S1的凝膠片浸漬于萃取劑中，萃取去除凝膠片微孔中20?40％的石蠟油，再通過干燥清除萃取劑得到表面預萃取凝膠片；S3、雙向拉伸：S4、萃取：將步驟S3的初膜浸漬于萃取劑中，萃取去除初膜微孔中的石蠟油，再通過干燥清除萃取劑；S5、熱定型和收卷分切：將步驟S4的隔膜經過熱定型、收卷、分切，得到成品。本發明通過預萃取、雙向拉伸和萃取過程，稀釋劑萃取更完全，殘留量少，大大縮短萃取時間，提高萃取效率，能夠滿足高線速度、大寬幅隔膜的生產。

技術領域

本發明涉及電池隔膜制備領域，具體涉及一種高線速度-大寬幅的聚乙烯隔膜制備方法。

背景技術

在鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。當前的電池隔膜多為具有微孔結構的聚乙烯組合物膜，其性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的電池隔膜對提高電池的綜合性能具有重要作用。現有的聚乙烯組合物隔膜制備方法常用濕法制膜，將高沸點小分子作為稀釋劑添加到聚乙烯組合物中，加熱熔融成均勻體系，然后降溫發生相分離，經雙向拉伸后用有機溶劑萃取出小分子，制備出相互貫通的微孔隔膜。

中國專利號CN201010587499.2公開了一種動力鋰離子電池隔膜制備方法及系統，其動力鋰離子電池隔膜制備系統包括攪拌裝置、擠出裝置、冷卻成型裝置、雙向拉伸裝置、萃取裝置、橫向拉伸裝置、熱處理裝置，且攪拌裝置、擠出裝置、冷卻成型裝置、雙向拉伸裝置、萃取裝置、橫向拉伸裝置、熱處理裝置依次連接。采用上述方法萃取隔膜中的礦物油，易萃取不完全，且隔膜上殘存的礦物油不能保證充分的揮發，不僅造成電池隔膜的孔隙率和透氣度低，還影響電池隔膜的性能和隔膜微孔結構；其次，隔膜生產線采用先拉伸后萃取工藝，因萃取效率的限制和石蠟油對縱向拉伸的影響，使得生產線的速度在30-50m/min，幅寬在3～4.5m左右，制約著生產線速度的大幅提升。

發明內容

本發明提供了一種高線速度-大寬幅的聚乙烯隔膜制備方法，具體通過以下技術實現。

一種高線速度-大寬幅的聚乙烯隔膜制備方法，包括以下步驟：

S1、共混擠出：將聚乙烯和稀釋劑混合均勻，再熔融擠出，并冷卻成型，得到凝膠片；

S2、預萃取：將步驟S1的凝膠片浸漬于萃取劑中，萃取去除凝膠片微孔中20-40％的石蠟油，再通過干燥清除萃取劑得到表面預萃取凝膠片；

S3、雙向拉伸：將步驟S2的表面預萃取凝膠片依次經過縱向拉伸和橫向拉伸，得到初膜；

S4、萃取：將步驟S3的初膜浸漬于萃取劑中，萃取去除初膜微孔中的石蠟油，再通過干燥清除萃取劑；

S5、熱定型和收卷分切：將步驟S4的隔膜經過熱定型、收卷、分切，得到成品。

采用上述的方案：通過預萃取，將凝膠片表面的球晶間稀釋劑萃取出來形成微孔，通過拉伸將原來的微孔進一步擴大，使隔膜表面致密層破裂，有效減少皮層厚度；而內層在拉伸過程中，隔膜中含有大量稀釋劑，增大了塑性，拉伸過程中，稀釋劑小液滴聚集成大液滴，拉伸完再將礦物油萃取出來形成孔洞，但是由于外層的微孔空隙，稀釋劑可占據的空間增大，稀釋劑擴散聚結形成更大液滴的概率降低，即稀釋劑液滴尺寸生長范圍減小，因而，可更好地控制表面和內層形成的微孔的大小、形狀與分布，使得隔膜整體形成的微孔孔徑分布窄，孔隙率大，孔徑均勻，有利于提高電池隔膜的孔隙率和透氣性。其次，預萃取先去除凝膠片表面的球晶間稀釋劑，而位于球晶內的稀釋劑經過拉伸遷移，活動度增加，再進行二次萃取，稀釋劑萃取更完全，殘留量少。再者，高的稀釋劑含量不利于縱向拉伸，適當降低稀釋劑含量，可加快縱向拉伸的速率，提高生產速度。

進一步的，步驟S2中，萃取去除凝膠片微孔中25-35％的石蠟油。