[發明專利]一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法及系統

在審

• 申請號: 202210714893.0
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115149205A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 楊天樂;李博凱;汪鵬;金顯明;胡學文;涂帆
• 申請（專利權）人: 中材鋰膜（寧鄉）有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 莊沙麗;徐冬濤

本發明公開了一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法及系統，本發明將物料輸送到擠出機與石蠟油進行混合，形成的均勻熔融混合物在模頭中形成環狀的油膜型坯，在吹膜機構中使用風環對油膜型坯橫向進行吹脹形成管狀的膜泡，膜泡冷卻穩定后，通過人字板的縫隙將管狀擠壓成片狀結構，冷卻后，此時油膜中熱致相分離形成微孔結構；環狀油膜經人字板擠壓為兩層的片狀油膜，使用切刀將油膜割開，并展開成為單層油膜；然后進入縱向拉伸區域對單層油膜進行預熱并縱向拉伸，此時油膜的微孔結構基本定型，然后經過二氯甲烷萃取，最后進行熱定型和收卷。本發明使用吹膜工藝來實現橫向拉伸，可以較好的解決產品一致性問題跟各向拉伸倍率設置問題。

技術領域

本發明涉及一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法及系統，屬于鋰電池隔膜制備技術領域。

背景技術

隨著環保意識的增強以及生存環境越來越大的壓力，綠色清潔能源在動力能源領域的地位正逐漸提升，作為能量轉化及儲能領域的重要方向，鋰離子電池在其中占有重要地位。鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、循環壽命長、自放電率低、綠色環保等特點從而廣泛的應用于電子產品、電動車等領域。

在鋰離子電池中，隔膜主要是讓正極和負極隔開防止短路同時能夠允許離子的轉移，作為鋰離子電池中重要的組成，隔膜的性能會直接影響電池的容量、內阻、循環及自放電。目前商業化使用的鋰離子電池隔膜主要制備方法為濕法制膜和干法制膜，其中干法分為單項拉伸跟雙向拉伸，濕法分為同步雙向拉伸和異步雙向拉伸兩種。同步雙向拉伸工藝的特點是產品一致性較好，但不宜調整產品各向強度；異步雙向拉伸可以調整各向強度，隔膜強度更高，但一致性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法，用以解決現有技術的濕法鋰電池隔膜制備方法不能同時實現產品一致性好和各向強度高的技術問題。同時，本發明還提供一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備系統。

本發明的基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法采用如下技術方案：一種基于吹膜工藝的濕法鋰電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：（1）下料擠出：通過下料系統對物料進行下料，利用擠出機對下料系統的來料進行輸送、混合、熔融、塑化功能，擠出機將混合均勻的熔融體輸送至模頭，從模頭擠出環狀的油膜型坯；（2）吹膜冷卻：油膜型坯進入吹膜機構的風環，風環將壓縮空氣通過吹膜機構的吹氣管頭注入油膜型坯，由此對油膜型坯進行橫向的拉伸，環狀油膜型坯形成管狀的膜泡，吹膜過程中吹脹比至少為2，吹脹比是指：吹脹后膜泡的直徑與擠出機模頭擠出寬度之間的比值；膜泡吹脹后進行冷卻，然后經過帶有縫隙的人字板，通過人字板的縫隙將膜泡擠壓成雙層的片狀油膜；（3）切割展開：將片狀油膜冷卻后，使用切刀對雙層的片狀油膜的一側進行切割，將切割后油膜展開形成一層油膜；（4）縱向拉伸：將切割展開后的單層油膜先進行預熱，再進行縱向拉伸，縱向拉伸比至少為2，拉伸后的對油膜進行冷卻；（5）萃取干燥：將上一步得到的油膜送入裝有二氯甲烷的萃取槽中，石蠟油從油膜的微孔結構中萃取出來；萃取后的油膜進入干燥爐進行干燥，將油膜上的二氯甲烷充分揮發；（6）定型收卷：將干燥后的隔膜進行熱定型后進入收卷工段，得到隔膜產品。

吹膜冷卻步驟得到的雙層片狀油膜中，單層油膜厚度在500-1500μm之間。

經過人字板縫隙形成的雙層片狀油膜從一對流延輥之間通過后，再進行切割展開步驟。

縱向拉伸步驟中，預熱溫度在40-100℃之間，拉伸比在2-10之間。

切割展開步驟中，是將雙層的片狀油膜平鋪在切割平臺上，用刀口朝上設置的切刀對油膜的底面進行切割。

定型收卷步驟中，熱定型溫度為110-130℃。