[發明專利]一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110335539.2
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113113724A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張羽標;葉淼
• 申請（專利權）人: 湖南博盛新能源技術有限公司
• 主分類號: H01M50/414
• 分類號: H01M50/414;H01M50/417;H01M50/457;H01M50/463;H01M50/403;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 胡鳳林

本發明公開了一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜及其制備方法，包括隔膜層，所述隔膜層的外側包覆有防水層，所述防水層的外側包覆有耐熱層，所述耐熱層的外部包覆有粘附層，所述防水層、耐熱層和粘附層的內部均開設有通槽，所述通槽的內側壁粘接有抗褶皺顆粒；將超高分子聚乙烯、交聯劑、抗氧劑和礦物油按照指定比例在四個不同的配料容器中進行分類配比；本發明通過配料攪拌、加熱擠出、冷卻成型、拉伸成型和分切包裝五個步驟的設置，使電池隔膜在制備過程中避免了鋰離子電池隔膜成孔不均勻的情況出現，進而使鋰離子電池的成品質量得到提升；通過在防水層、耐熱層和粘附層的內部設置貫穿的通槽，進而使電子隔膜具備了抗電解液褶皺的功能。

技術領域

本發明涉及電池隔膜制備技術領域，具體為一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜及其制備方法。

背景技術

鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的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，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質離子通過的功能。隔膜材質是不導電的，其物理化學性質對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機溶劑體系，因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。根據不同的物理、化學特性，鋰電池隔膜材料可以分為：織造膜、非織造膜無紡布、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。聚烯烴材料具有優異的力學性能、化學穩定性和相對廉價的特點，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發初期便被用作鋰電池隔膜。盡管近年來有研究用其他材料制備鋰電池隔膜，如采用相轉化法以聚偏氟乙烯為本體聚合物制備鋰電池隔膜，研究纖維素復合膜作為鋰電池隔膜材料等。然而，至今商品化鋰電池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

但是，現有技術中的制備工藝在制備過程中會導致鋰離子電池隔膜成孔不均勻，從而造成膜厚不均勻，進而影響鋰離子電池的質量，并且使電子隔膜不具備抗電解液褶皺的功能，為此，提出一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜，包括隔膜層，所述隔膜層的外側包覆有防水層，所述防水層的外側包覆有耐熱層，所述耐熱層的外部包覆有粘附層，所述防水層、耐熱層和粘附層的內部均開設有通槽，所述通槽的內側壁粘接有抗褶皺顆粒。

另外，本發明還提供了一種抗電解液褶皺鋰電池隔膜制備方法，包括以下步驟：

步驟一、配料攪拌，將超高分子聚乙烯、交聯劑、抗氧劑和礦物油按照指定比例在四個不同的配料容器中進行分類配比，配比完成后，將超高分子聚乙烯、交聯劑、抗氧劑和礦物油放置入攪拌設備中進行攪拌，并將攪拌設備的轉動時速調至60～350rpm之間；

步驟二、加熱擠出，將攪拌后的混合原料取出，使用雙旋桿擠出機對混合原料進行連續擠出，并使原料在雙旋桿擠出機的內部處于120～300攝氏度之間，擠出后的混合原料形成片狀體；

步驟三、冷卻成型，使用冷卻成型機對形成片狀體的混合原料進行冷卻，并在冷卻的同時，將防水層粘附在片狀體的表面；

步驟四、拉伸成型，通過雙向拉伸設備對片狀體進行拉伸操作，并在拉伸的同時，將耐熱層粘附在防水層的外側；通過擠壓設備將含有高強度膠水的粘附層粘連在防水層的外側；

步驟五、分切包裝，通過微小鉆孔設備將防水層、耐熱層和粘附層的內部開設通槽，并在通槽內部設置抗褶皺顆粒，使用分切機對電池隔膜進行分段截斷后，再將成品放置入包裝箱中進行集中包裝。

作為本技術方案的進一步優選的：在步驟一中，礦物油與抗癢劑的質量比為1300～1400∶1，礦物油與超分子聚乙烯的質量比為5～9∶1，交聯劑與礦物油的質量比為1∶32～38。