一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺制造技术

一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，其特征在于，工艺步骤如下：1)按重量份数称取PP/PE 100份、改性聚对聚三氟氯乙烯10份、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、环已烷0.5份、甲苯2份、纳米碳化硅5份、炭纤维0.5份、聚乙烯蜡2份；2)将步骤1)中的原料混合，加热，送入挤出机熔融挤出，之后在铸片辊上冷却铸成厚片；3)对步骤2)中的厚片采用MDO技术进行预热、拉伸，完成后冷却回火，制成薄膜；沿机器方向拉伸薄膜能够提高薄膜的性能，如刚度、平整度、拉伸强度和开孔性等；4)对步骤3)中的薄膜采用TDO技术进行预热、拉伸，完成后回火定型；5)对步骤4)中定型后的薄膜进行收卷，大分切、小分切，然后包装形成锂电池隔膜。

【技术实现步骤摘要】
一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺。
技术介绍
锂电池隔膜属于国家鼓励发展的电池配套材料，进入21世纪以来，能源日益成为制约我国经济和社会发展的瓶颈。我国要实现经济的快速增长和社会的可持续发展，急切需要发展新型能源及能源材料。电池工业是新能源领域的重要组成部分，关系到可持续发展战略的实现。而电池隔膜新材料则是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的主力军，现已成为全球经济发展的一个新热点。目前，全球只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术，并实现规模化生产。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，产品仍主要依赖进口，隔膜的平均售价为8～15元/㎡，约占整个电池成本的1/4，从而导致锂离子电池市场价格居高不下，国内80％以上的隔膜市场被美、日等国家垄断，国产隔膜主要在中、低端市场使用。实现高档、优质的锂离子电池隔膜国产化，有助于发展国内隔膜行业快速发展，同时减少锂离子电池隔膜进口，并降低锂离子电池隔膜乃至锂离子电池的市场价格。隔膜成本约占锂电池总成本的二至三成。国内隔膜行业产能利用率低,应用主要集中在低端领域,动力锂电等高端应领域主要依赖进口,干法隔膜价格较3年前累计下降70％左右,毛利率已降至25％左右,湿法隔膜技术尚不成熟。2010年9月8日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，确定了七个产业发展的重点方向、主要任务和扶持政策。从我国国情和科技、产业基础出发，现阶段选择节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业，在重点领域集中力量，加快推进。坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合，科技创新与实现产业化相结合，深化体制改革，以企业为主体，推进产学研结合，把战略性新兴产业培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。随着锂电池的广泛应用，隔膜材料也得到了飞速发展看，符合国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，同时属于：“国家长期科学技术发展眼规划纲要(2006-2020年)”中所列的前沿技术等(11)项：高效能源材料技术中高效二次电池材料及关键技术专题。2008年度国家“863”计划将“低成本锂电池隔膜关键技术研究”列为重点产业化导向项目，隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，对传统双拉技术进行了大量改进，提高了孔径的控制方法，使孔径分布更均匀；尤其通过配方改进克服了传统双拉技术中难于改变的横向收缩问题，做到了横向无收缩，大大提高了双拉隔膜的安全性。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，工艺步骤如下：1)配料：按重量份数称取PP/PE100份、改性聚对聚三氟氯乙烯10份、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、环已烷0.5份、甲苯2份、纳米碳化硅5份、炭纤维0.5份、聚乙烯蜡2份；2)铸片将步骤1)中的原料混合，加热，送入挤出机熔融挤出，之后在铸片辊上冷却铸成厚片；3)MDO预热、MDO拉伸对步骤2)中的厚片采用MDO技术(纵向拉伸)进行预热、拉伸，完成后冷却回火，制成薄膜；沿机器方向拉伸薄膜能够提高薄膜的性能，如刚度、平整度、拉伸强度和开孔性等；4)TDO预热、TDO拉伸对步骤3)中的薄膜采用TDO技术(横向拉伸)进行预热、拉伸，完成后回火定型；5)包装对步骤4)中定型后的薄膜进行收卷，大分切、小分切，然后包装形成锂电池隔膜。所述改性聚对聚三氟氯乙烯，包括以下重量份数的原料：所述的成核剂为单环羧酸盐成核剂，具体为苯甲酸钠盐、苯甲酸铝盐、二苯基乙酸钠盐或六氢化邻苯二甲酸中的一种或几种的混合物。所述的引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。所述的抗氧化剂选用抗氧化剂168。所述表面活性剂选用KH-550表面活性剂，即γ―氨丙基三乙氧基硅烷。该改性聚对聚三氟氯乙烯的制备方法为：分别将上述聚三氟氯乙烯、单环羧酸盐成核剂、全氟二酰基过氧化物、抗氧化剂168、KH-550表面活性剂组分搅拌混合均匀，熔融混炼、挤出造粒，即可制得改性聚三氟氯乙烯。搅拌混合工序可以在通用的混合机中进行，控制转速在300-400转/分钟,熔融混炼、挤出造粒工序可在通用的螺杆挤出机中进行，挤出机各段温度设定为：250±5℃、260±5℃、265±5℃、265±5℃，螺杆转速为90～150rpm，注射机各段螺杆温度设置为：250±5℃、265±5℃、270±5℃、280±5℃。上述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，包括以下重量份数的原料：所述的高分子类成核剂选用聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷、聚乙烯基环烷、聚丙烷中的一种或几种的混合物。所述的结晶促进剂选用聚乙二醇。所述的抗氧化剂选用抗氧化剂DLTP。所述的紫外线吸收剂选用紫外线吸收剂UV-P。上述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法为：(1)分别将高分子类成核剂、结晶促进剂、聚对苯二甲酸乙二醇酯在80～150℃烘箱下烘干4～6h后备用；(2)将高分子类成核剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯混合均匀，然后依次加入结晶促进剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂，在高速混合机中混合2～8min，用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒。上述挤出机温度设定为：250±5℃、260±5℃、265±5℃、265±5℃，螺杆转速为90～150rpm，造粒各段螺杆温度设置为：250±5℃、265±5℃、270±5℃、280±5℃。本专利技术通过长期的研究，使用自主研发的成核剂，加快聚合物膜的结晶速度，双向拉伸后孔径大小均匀，孔隙率比同类产品明显提高，对传统双拉技术进行了大量改进，提高了孔径的控制方法，使孔径分布更均匀；尤其通过加入改性聚对聚三氟氯乙烯和改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，克服了传统双拉技术中难于改变的横向收缩问题，做到了横向无收缩，大大提高了使用该隔膜制备的锂电池安全参数。本项目所用的干法双拉工艺与国内外湿法工艺相比具有以下优势：1)横向无收缩；设备成本低、工序简单、投入低；制品厚度比较广(产品厚度为0.015mm至0.06mm，实验室已达到0.08mm)；2)可用于动力电池，而湿法工艺不能；产品成品率高达65％以上(行业内普遍30％-50％)左右；3)微孔尺寸、分布均匀、透气性更好；可以使用PP\PE作为原料，也可以做三层复合膜，湿法只能使用PE作为原料，且只能做单层膜；4)生产工艺对环境不产生污染；使用自主研制的成核剂改善结晶速度和结晶温度，提高孔隙率，孔径均匀。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例及附图，进一步阐述本专利技术。实施例1一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，工艺步骤如下(参见图1)：1)配料：按重量份数称取PP/PE100份、改性聚对聚三氟氯乙烯10份、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、环已烷0.5份、甲苯2份、纳米碳化硅5份、炭纤维0.5份、聚乙烯蜡2份；2)铸片将步骤1)中的原料混合，加热，送入挤出机熔融挤出，之后在铸片辊上冷却铸成厚片；3)MDO预热、MDO拉伸对步骤2)中的厚片采用MDO技术(纵向拉伸)进行预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，其特征在于，工艺步骤如下：1)配料：按重量份数称取PP/PE 100份、改性聚对聚三氟氯乙烯10份、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、环已烷0.5份、甲苯2份、纳米碳化硅5份、炭纤维0.5份、聚乙烯蜡2份；2)铸片将步骤1)中的原料混合，加热，送入挤出机熔融挤出，之后在铸片辊上冷却铸成厚片；3)MDO预热、MDO拉伸对步骤2)中的厚片采用MDO技术进行预热、拉伸，完成后冷却回火，制成薄膜；沿机器方向拉伸薄膜能够提高薄膜的性能，如刚度、平整度、拉伸强度和开孔性等；4)TDO预热、TDO拉伸对步骤3)中的薄膜采用TDO技术进行预热、拉伸，完成后回火定型；5)包装对步骤4)中定型后的薄膜进行收卷，大分切、小分切，然后包装形成锂电池隔膜；所述改性聚对聚三氟氯乙烯，包括以下重量份数的原料：上述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，包括以下重量份数的原料：

【技术特征摘要】
1.一种干法双拉锂电池隔膜生产工艺，其特征在于，工艺步骤如下：(1)配料：按重量份数称取PP/PE100份、改性聚三氟氯乙烯10份、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、环已烷0.5份、甲苯2份、纳米碳化硅5份、碳纤维0.5份、聚乙烯蜡2份；(2)铸片将步骤(1)中的原料混合，加热，送入挤出机熔融挤出，之后在铸片辊上冷却铸成厚片；(3)MDO预热、MDO拉伸对步骤(2)中的厚片采用MDO技术进行预热、拉伸，完成后冷却回火，制成薄膜；沿机器方向拉伸薄膜能够提高薄膜的性能；(4)TDO预热、TDO拉伸对步骤(3)中的薄膜采用TDO技术进行预热、拉伸，完成后回火定型；(5)包装对步骤(4)中定型后的薄膜进行收卷，大分切、小分切，然后包装形成锂电池隔膜；所述改性聚三氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，张德顺，胡伟，李汪洋，陈辉，孙晓华，王若愚，谢玉良，徐凤锦，
申请(专利权)人：界首市天鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34