一种锂离子电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜的制备方法。所述方法将含有聚乙烯的液相稳定体系冷却成型、双拉扩孔，然后通过溶剂萃取和热定型得到锂离子电池隔膜，所述双拉扩孔在同步双拉步骤前使用预拉伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电化学领域，尤其设及一种裡离子电池隔膜的制备方法。
技术介绍
较好的化学稳定性和优异的物理性能使微孔聚乙締膜被广泛应用于二次裡离子 电池。目前制备微孔聚乙締膜主要有=种工艺:工艺一为将聚締控加工成纤维状，再通过无 纺布工艺加工为薄膜状的结构;工艺二为干法工艺，首先进行烙融挤出得到高结晶、高取向 的聚締控薄膜，经退火得到规整的片晶机构，然后经过高溫拉伸使得片晶分离得到微孔;工 艺S为湿法工艺，即TWS方法（1981年由美国A.J.化Stro提出），首先将聚締控在高溫下与 填充剂混合形成液相稳定体系，然后在冷却过程中聚締控形成固相，而填充剂仍保持液相， 使用溶剂提取其中的液相填充剂而形成孔隙。 随着动力汽车在生活中的广泛应用，由于较大数量串并联电池组的出现，要求裡 离子电池具有较好的一致性，同时裡离子电池中作为隔断正负极材料的隔膜，对其安全性 的要求也很高，另外隔膜厚度等物理性能的一致性和高强度也是其重要的衡量指标。 对于隔膜的机械强度，目前一般使用具有更高分子量的聚乙締来进行改善，但树 脂的分子量增加容易导致双螺杆挤出载荷增大、聚乙締和填充剂的混合不均匀，拉伸过程 中拉伸器负荷大，拉伸不均匀，拉伸速度慢等导致生产速度降低和隔膜一致性下降的情况， 另外过高分子量的聚乙締由于会导致隔膜闭孔溫度的上升，在裡电池的使用过程中也带来 安全隐患。 因此，本领域迫切需要寻找一些新的制备裡离子电池隔膜的方法，在保持良好的 生产效率的同时，使制得的隔膜机械强度高，理化性能具有高度的一致性，并且能保障裡电 池使用过程中的安全性要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种裡离子电池隔膜的制备方法W及由此方法制得的裡离子电 池隔膜。 在本专利技术的第一方面，提供了一种裡离子电池隔膜的制备方法，所述方法将含有 聚乙締的液相稳定体系冷却成型、双拉扩孔，然后通过溶剂萃取和热定型得到裡离子电池 隔膜，所述双拉扩孔在同步双拉步骤前使用预拉伸。[000引在另一优选例中，所述预拉伸为纵向拉伸。 在另一优选例中，所述预拉伸的溫度在80°C-130°C。 在另一优选例中，所述预拉伸的拉伸倍率为1.01-6倍;更优选为1.01-3倍。 在另一优选例中，所述同步双拉中横向拉伸和纵向拉伸的拉伸倍率分别为1.01-8 倍;更优选为4-8倍。 在另一优选例中，液相稳定体系中含有聚乙締和填充剂。 在另一优选例中，所述聚乙締的重均分子量量为20万-300万；更优选为80万-200 万;所述填充剂的沸点高于200°C。 在另一优选例中，所述萃取溶剂为与填充剂互溶的有机溶剂。 在本专利技术的第二方面，提供了一种通过如上所述的本专利技术提供的制备方法获得的 裡离子电池隔膜。 在本专利技术的第=方面，提供了一种如上所述的通过本专利技术提供的制备方法获得的 裡离子电池隔膜的应用。 据此，本专利技术提供了新的制备裡离子电池隔膜的方法，在保持良好的生产效率的 同时，使制得的隔膜机械强度高，理化性能具有高度的一致性，并且能保障裡电池使用过程 中的安全性要求。【附图说明】 图1是本专利技术实施例和对比例分别获得的裡离子电池隔膜的纵向透气度的箱线 图。 图2是进行了预拉伸与未进行预拉伸而获得的裡离子电池隔膜的SEM图；其中： A是未预拉伸(对比例1)而获得的裡离子电池隔膜的SEM图； B是本专利技术提供的进行了预拉伸而获得的裡离子电池隔膜的SEM图。【具体实施方式】 本专利技术经过大量理论研究和生产试验，发现在采用湿法工艺制备裡离子电池隔膜 时，拉伸方式和拉伸条件对于提升机械强度和解决理化性能一致性问题有重要的影响。在 此基础上，完成了本专利技术。 具体地，本专利技术提供的裡离子电池隔膜的制备方法是将含有聚乙締的液相稳定体 系冷却成型、双拉扩孔，然后通过溶剂萃取和热定型得到裡离子电池隔膜，所述双拉扩孔包 括预拉伸和同步双拉，所谓预拉伸在同步双拉前完成。 在本专利技术的一种实施方式中，裡离子电池隔膜的制备方法包括步骤： 第一步，形成含有聚乙締的液相稳定体系； 第二步，使第一步得到的液相稳定体系在冷却系统中形成带有液相填充剂的铸片 膜； 第=步，将第二步得到的铸片膜进行预拉伸后进行双拉，形成薄膜； 第四步，使用萃取剂将第=步得到的薄膜中含有的填充剂溶解出来，形成微孔聚 乙締薄膜； 第五步，在聚乙締结晶部分烙化溫度范围内将第四步得到的微孔聚乙締薄膜进行 热定型，得到本专利技术提供的裡离子电池隔膜。 上述第一步中，所述含有聚乙締的液相稳定体系W其总重量计，其中含有18~ 50wt%的聚乙締和50~82wt%的填充剂。所述聚乙締的重均分子量为20万-300万，优选为 80万-200万，更优选80万-160万。所述填充剂是一些分子结构和聚乙締结构相似的液体低 分子量有机物，沸点高于200°C，例如但不限于，液体石蜡油、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲 酸二下醋等。在聚乙締能够融化的高溫下和聚乙締形成热力学的单相体。因此第一步形成 液相稳定体系的溫度一般是所使用的聚乙締能够融化的溫度。可W使用本领域常规设备完 成第一步，例如但不限于，使用双螺杆挤出机混炼挤出含有聚乙締和填充剂的混合物，挤出 溫度 150-250。(3。 在本专利技术的一种优选实施方式中，本专利技术提供的隔膜中还可W含有添加剂，例如 但不限于，可W加强在加工过程中使物料减少甚至不氧化的抗氧化剂、可W减少成品的静 电的抗静电剂、W及X-RAY透视剂等。 上述第二步是当处于热力学单相状态的聚乙締和填充剂的溶液，即第一步所得的 液相稳定体系，冷却到常溫（10-80°C，优选为10-60°C，更优选为10-40°C)时，聚乙締和填充 剂之间形成相分离，即前期形成的单相体分为主要由聚乙締固化薄片形成的聚乙締固相， 和填充剂液相。形成的薄片厚度为400-1500皿，可W使用本领域常用的冷却系统，在本专利技术 的一个实施例中是使用含有压漉的冷却系统使挤出的烙融体形成薄片;使用双螺杆挤出机 混炼挤出含有聚乙締和填充剂的混合物，进入冷却系统，调整压漉的间隙控制相应的压力 和厚度，并通过控制接触漉和冷却漉的溫度来调整冷却泽火的效果。 上述第二步得到的铸片膜，聚乙締固相的微孔结构中充满了填充剂液相，上述第 =步是通过拉伸的方式扩大其内部微孔结构，W便于填充剂能够更好的从微孔结构中析 出。 上述第=步中，首先是进行预拉伸，预拉伸倍率为1.01-6倍;优选1.01-3倍;然后 进行双拉，横向和纵向拉伸倍率分别为1.01-8倍;优选4-8倍;在一种优选方式中，横向和纵 向的拉伸倍率相同或相差不大。 预拉伸方向为纵向或横向，优选纵向。双拉时优选同步双拉，但纵向与横向的拉伸 倍率可W不同。 拉伸的溫度根据要获得的薄膜的规格要求W及拉伸倍率可W在一定的范围内调 整，一般用于调整的拉伸溫度范围可W参照第二步获得的薄片进行的差热分析的Tm进行设 定(可W有一定的上下偏差）。预拉伸溫度范围为80-130°C，优选为90-120°C;双拉的溫度范 围是90-150°C，优选为 100-140°C。 预拉伸的生产速度范围为l-8m/min;同步双向拉伸的生产速度范围为IO-SOm/ min。 可W采用本领域常用的设备进行拉伸，只要能够满足本专利技术的拉伸要求即可。即 通过预拉伸和同步双拉，使铸片膜通过预拉伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池隔膜的制备方法，所述方法将含有聚乙烯的液相稳定体系冷却成型、双拉扩孔，然后通过溶剂萃取和热定型得到锂离子电池隔膜，其特征在于，所述双拉扩孔在同步双拉步骤前使用预拉伸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，张祖来，苏晓明，王伟强，何方波，陈永乐，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31