[發明專利]一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110463936.8
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113178661A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王成豪;翁星星;沈亞定
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/417;H01M10/052;H01M50/411
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 李帥

本發明公開了一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法。本發明將原料共混熔融擠出，冷卻固化，得到凝膠狀片材；沿至少一個方向對凝膠狀片材進行拉伸，制得拉伸膜，拉伸膜置于溶劑中進行萃取洗滌，70?125℃退火；對拉伸膜進行熱固定處理，得到電池隔膜；對電池隔膜表面經羧基化多層碳納米管冷噴涂處理，并繼續以非晶態SiO₂納米粉末對電池隔膜表面進行二次冷噴涂，制得高柔性非水性二次電池隔膜。該電池隔膜通過添加高分子柔性劑、納米粒子增強電池隔膜柔韌性，通過冷噴涂技術對電池隔膜表面進行二次納米粒子涂覆，增強其力學特性和濕潤性，改善電池制作使用過程中電池熱壓后產生的不良反應。

技術領域

本發明涉及電池領域，具體為一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法。

背景技術

作為非水性二次電池的重要組成部分，隔膜對電池的影響至關重要，而常規的隔膜受配方和原料的限制，一般會具有較大的彈性模量，在電池制作使用的過程中導致電池熱壓后，隔膜與電池界面貼合性較差，殘余空氣量較多，這樣不僅導致電池卷芯出現一定程度的蓬松，致使卷芯出現一定比例的入殼不良，另一方面界面殘余的氣體也會影響電解液的潤濕性，導致電池界面出現黑斑等不良。為了解決以上存在的問題，本發明的提供了一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種高柔性非水性二次電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將原料混合制得聚烯烴溶液，在溫度為聚烯烴組合物的熔點-熔點以上65℃范圍內，將聚乙烯溶液從模具中擠出，冷卻固化，得到凝膠狀片材。

進一步地，冷卻方式是在水溶液或有機溶劑中驟冷，或向冷卻金屬輥澆鑄；優選方案是在水中驟冷冷卻，冷卻溫度為10～40℃；在水中冷卻時，在水浴的表層設置水流，將已凝膠化的片材中釋放的混合溶劑隨水流帶走，不附著于片材，制得凝膠狀片材。

(2)沿至少一個方向對凝膠狀片材拉伸，制得拉伸膜；拉伸膜置于溶劑中進行萃取洗滌，70-125℃退火處理；面積拉伸倍率(縱向拉伸倍率與橫向拉伸倍率之積)為45～99倍，優選為50-90倍，拉伸溫度為90～110℃。

進一步地，拉伸工序優選雙軸拉伸，實施方案有(I)依次實施縱向拉伸、橫向拉伸的雙軸拉伸；(II)同時實施縱向拉伸、橫向拉伸的雙軸拉伸。優選拉伸方案為(III)沿縱向進行多次拉伸，然后沿橫向進行拉伸；(Ⅳ)沿縱向進行拉伸，沿橫向進行多次拉伸；(Ⅴ)依次實施縱向拉伸、橫向拉伸的雙軸拉伸后，沿縱向進行1次或多次拉伸；(Ⅵ)依次實施縱向拉伸、橫向拉伸的雙軸拉伸后，沿橫向進行1次或多次拉伸。

進一步地，拉伸膜置于溶劑中進行萃取洗滌，選用二氯甲烷等鹵代烴、己烷等烴溶劑進行洗滌。將拉伸膜浸漬于儲有溶劑的槽內洗滌，為得到殘留溶劑少的拉伸膜，浸漬時間為20～180秒；為進一步提高洗滌的效果，將槽分成數段，從拉伸膜的輸送工序的下游側注入洗滌溶劑，使洗滌溶劑向工序輸送的上游側流動，使下游槽中的洗滌溶劑的純度高于上游槽中的洗滌溶劑的純度。為優化拉伸膜的性能，對拉伸膜退火處理，從工序中的輸送性等觀點考慮，退火溫度控制在60～130℃內，優選為70～125℃。

(3)對拉伸膜熱固定處理，熱固定溫度為120-135℃，得到電池隔膜。平均孔徑為1nm以上且88nm以下，孔隙率為10％以上且89％以下，膜厚為1μm以上且28μm以下，其彈性模量MD方向在30-100MPa；TD方向上在30-100MPa；按照JIS P8117測得的Gurley值為26秒/100cc以上。