[發明專利]一種高強度PET電池隔膜的制備方法

在審

• 申請號: 202210973053.6
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115312970A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 曹也文;宋傳江;李一卓
• 申請（專利權）人: 湖南創一工業新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M50/406
• 分類號: H01M50/406;H01M50/403;H01M50/491;H01M50/494;H01M50/489;H01M50/414
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本發明涉及電池技術，特別是一種高強度PET電池隔膜的制備方法。本發明利用PET與含二苯甲酮的致孔劑相容性好的特點，將兩者在PET熔融溫度下（250度以上）混合形成均相溶液。降溫過程中PET與致孔劑發生固?液相分離（先發生PET結晶再發生相分離），這樣雙向拉伸后，用萃取劑洗脫掉致孔劑即得到互相貫通的PET多孔膜,可用于電池隔膜。為了提高PET隔膜的力學性能，對萃取前的PET含油鑄片進行雙向拉伸，使得其在拉伸方向（MD縱向和TD橫向）發生分子鏈和片晶的取向，從而增加在MD縱向和TD橫向的強度和模量，以適合電池隔膜的要求。

技術領域

本發明涉及電池技術，特別是一種高強度PET電池隔膜的制備方法。

背景技術

隔膜在電池中扮演著阻隔正負極接觸以及建立離子自由通道的角色，對電池的電性能以及安全性能起著重要作用，因此鋰離子電池對隔膜提出熱穩定、機械強度高等要求。

行業現有的商業聚烯烴隔膜主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，其在強度上有一定優勢，但普遍存在熱穩定差，對電解液的浸潤能力低等缺點。特別是隨著快充技術的發展，對電池材料體系的耐熱性也提出了更高的要求。

針對聚烯烴隔膜存在的問題，市場上提出幾種耐高溫的新型隔膜，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）隔膜等。PET熔融溫度在200度以上，且對電解液浸潤性佳。但是PET隔膜往往以無紡布的形式存在，因而強度較低，難以通過卷繞和通過擠壓測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度PET電池隔膜的制備方法。

本發明的目的是通過如下途徑實現的：一種高強度PET電池隔膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

A.對PET進行干燥除水處理；

B.將干燥處理后的PET與致孔劑，按比例喂入塑料擠出機中，經混合熔融塑化、擠出模頭、流延冷卻工序后，得到含油鑄片；

C.將含油鑄片進行雙向拉伸，得到含油薄膜；

D.含油薄膜進入萃取槽中，利用萃取劑將含油薄膜的致孔劑萃取出來；

E.對萃取后的含油薄膜進行干燥處理，得到干燥后的隔膜；

F. 將干燥后的隔膜經橫拉擴幅與熱定型處理后，卷繞得到成品隔膜。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟A中，干燥除水方法處理采用預結晶干燥、在線真空干燥兩種方法同時使用或僅使用其中一種方法；

干燥后的PET含水率控制在100ppm以內。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟B中，所述熔融塑化過程中，螺桿溫度為240-300℃,螺桿轉速為60-150rpm；所述擠出模頭過程中，模頭溫度為200-250℃,模頭高度為1-3mm；所述流延冷卻過程中，通過激冷輥冷卻到10-80℃。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟C中，縱向拉伸比為2-8，橫向拉伸比為2-10，經雙向拉伸后的含油薄膜，厚度為0.005-0.025mm。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟D中，按重量百分比，萃取劑的使用量為致孔劑的10-1000倍。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟E中，采用熱風或者熱輥對萃取后的隔膜進行干燥，確保經干燥后的萃取劑殘留量小于100ppm。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟F中，其具體方法是將萃取后的干燥隔膜以1-10m/min橫向拉伸1-2倍，然后在180-240°C下保溫2-20秒。

作為本方案的進一步優化，在本方法中，所采用的PET，其特性粘度為0.6 - 1.2dL/g,優選特性粘度為0.8 dL/g。

作為本方案的進一步優化，所述的步驟B中，按重量百分比，Pet25-75%,致孔劑25-75%。