一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，包括：将高等规度聚1‑丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；将所述前驱体膜进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。与现有技术相比，本发明专利技术利用高等规度树脂直接进行流延、拉伸，避免出现厚度不均等情况，制备的锂离子电池隔膜具有厚度均匀、无晶点的特点。第二，由于高等规度聚1‑丁烯具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性等特点，保证了制备的锂离子电池隔膜具有较高的高穿刺强度。再次，本发明专利技术的制备工艺简单，适用于工业化生产。实验结果表明，本发明专利技术制备的锂离子电池隔膜的穿刺强度在430g以上。

Method for preparing lithium ion battery separator with high puncture strength

The present invention provides a method for preparing a high puncture strength of lithium ion battery separator includes: high isotactic poly 1 butene and antioxidant mixture, stirring after the first mixture; the mixture into the first extrusion casting system for casting sheet, the precursor film; the precursor film heat the longitudinal tensile, get treatment, lithium ion battery separator. Compared with the prior art, the invention uses high isotacticity of resin casting, direct tensile, avoid uneven thickness, lithium ion battery separator preparation with uniform thickness, no crystal characteristics. Second, due to the high isotactic poly 1 butene with outstanding heat creep, environmental stress cracking resistance and good toughness characteristics, ensure the high puncture strength of lithium ion battery separator preparation with high. Thirdly, the preparation process is simple, and is suitable for industrial production. The experimental results show that the puncture strength of the lithium ion battery membrane prepared by the invention is above 430g.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，我们对移动电源的需求也快速增长，同时，与传统电池相比，需求的方向也发生了转变：能量高、体积小、重量轻、安全性能高，已经成为了移动电源发展的新方向。由于锂离子电池具有单体电压高、比能量高和自放电小等优点，因此被广泛应用于数码产品、电动工具和电动汽车等领域。商业化的锂离子电池的隔膜绝大部分是采用PP或PE为原料，通过单向或双向拉伸制备而成。在锂离子电池的组装过程中，需要对正负极与隔膜进行反复包裹折叠，此过程可能会使隔膜撕裂，导致电池短路，对锂离子电池的安全性造成一定的影响，因此提高锂离子电池隔膜的穿刺强度，可以降低隔膜的撕裂比率，以及降低组装电池的不良率。目前，提高锂离子电池隔膜穿刺强度的主要方法是选用高分子量聚丙烯树脂，例如，申请号为201210472283.0的中国专利文献报道了一种力学强度增强的聚丙烯动力锂电池隔膜及其制备方法，改性剂为无机纳米粒子和成核剂，其中聚丙烯树脂的重量百分比为85％-95％，无机纳米粒子的重量百分比为5％-10％，成核剂的重量百分比为1％-3％。但是，其在加工过程中存在难以塑化的问题，易产生晶点，厚度不均等不良情况。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，工艺简单，制备的锂离子电池隔膜具有高穿刺强度，厚度均匀。有鉴于此，本专利技术提供了一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将高等规度聚1-丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；步骤b)将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；步骤c)将所述前驱体膜在80-180℃下进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。优选的，所述高等规度聚1-丁烯的等规度为95％。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1076。优选的，所述高等规度聚1-丁烯与抗氧剂的质量比为100-300：1。优选的，步骤b中，挤出流延系统的挤出机的温度为160-290℃，模头温度为160-269℃，流延辊温度为50-180℃。优选的，所述前驱体膜的厚度为10-50μm。优选的，步骤c中，热处理的时间为150-1000分钟。优选的，所述纵向拉伸的拉伸温度为120-250℃，拉伸倍率为0.5-5.0。优选的，还包括：将含有氢氧化钙的聚丙烯母粒熔融，涂覆在所述锂离子电池隔膜上，涂覆层厚度为15-30微米，放置后得到复合无孔膜；将所述复合无孔膜在置于盐酸中，浸泡。优选的，所述聚丙烯母粒中聚丙烯和氢氧化钙的重量比为10-20：1。本专利技术提供了一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，包括：将高等规度聚1-丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；将所述前驱体膜在80-180℃下进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。与现有技术相比，本专利技术利用高等规度树脂直接进行流延、拉伸，避免出现厚度不均等情况，制备的锂离子电池隔膜具有厚度均匀、无晶点的特点。第二，由于高等规度聚1-丁烯具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性等特点，保证了制备的锂离子电池隔膜具有较高的高穿刺强度。其次，本专利技术的制备工艺简单，适用于工业化生产。实验结果表明，本专利技术制备的锂离子电池隔膜的穿刺强度在430g以上。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将高等规度聚1-丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；步骤b)将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；步骤c)将所述前驱体膜在80-180℃下进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。高等规度聚1-丁烯被称为“塑料黄金”，具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性。本专利技术以高等规度聚1-丁烯为原料，制备的锂离子电池隔膜具有较高的高穿刺强度。作为优选方案，所述高等规度聚1-丁烯的等规度优选为95％。作为优选方案，所述抗氧剂为抗氧剂1076。本专利技术对于采用的抗氧剂1076的生产厂家并没有特别限制。同时，本专利技术对所述高等规度树脂与抗氧剂的质量比进行控制，优选为100-300：1，更优选为120-280：1，更优选为200：1。本专利技术利用高等规度树脂直接进行流延、拉伸，避免出现厚度不均等情况。作为优选方案，步骤b中，挤出流延系统的挤出机的温度优选为160-290℃，更优选为180-280℃，更优选为200-270℃；模头温度优选为160-269℃，更优选为180-260℃，更优选为200-255℃；流延辊温度优选为50-180℃，更优选为100-180℃，更优选为120-175℃。所述前驱体膜的厚度优选为10-50μm，更优选为20-40μm。然后，本专利技术对得到的前驱体膜进行热处理，以消除晶区缺陷，完善取相片晶结构，从而提高穿刺强度。根据微孔形成原理，流延基膜取相片晶结构完善程度的因素，除了流延工艺外，还包括热处理条件，包括热处理温度、热处理时间等。本专利技术通过热处理，改变晶区缺陷中链段运动，起到提高穿刺强度的作用。作为优选方案，步骤c中，热处理的温度优选为100-180℃，更优选为120-180℃，更优选为170-180℃；热处理的时间优选为150-1000分钟，更优选为300-800分钟，更优选为500-700分钟。在热处理完成后，本专利技术对前驱体膜进行纵向拉伸。通过纵向拉伸，使取向排列片晶弯曲变形后相互分离，形成微孔。作为优选方案，所述纵向拉伸的拉伸温度优选为120-250℃，更优选为140-220℃；拉伸倍率优选为0.5-5.0，更优选为2-4。为了进一步提高制备的锂离子电池隔膜的强度，本专利技术还优选包括：将含有氢氧化钙的聚丙烯母粒熔融，涂覆在所述锂离子电池隔膜上涂覆层厚度为15-30微米，放置后得到复合无孔膜；将所述复合无孔膜在浸入盐酸中，浸泡。其中，所述聚丙烯母粒中聚丙烯和氢氧化钙的重量比优选为10-20：1，更优选为12-18：1；涂覆层厚度优选为20-30微米；放置时间优选为1-3小时，更优选为1-2小时；浸泡时间优选为60-120分钟，更优选为90分钟。在上述优选方案中，本专利技术对于涂覆的方式并没有特别限制，包括但不限于以下本领域公知的各种方法，例如：旋涂法、刮涂法、流延法或浸涂法等，根据对薄膜厚度的要求，调整涂覆量，最终使得制备的锂离子电池隔膜达到厚度要求。通过上述优选处理，制备的锂离子电池隔膜形成两层结构，聚烯烃多孔膜层粘结在聚1-丁烯膜层上，具有很强的层间结合力，进一步提高了锂离子电池隔膜穿刺强度。从以上方案可以看出，本专利技术利用高等规度树脂直接进行流延、拉伸，避免出现厚度不均等情况，制备的锂离子电池隔膜具有厚度均匀、无晶点的特点。第二，由于高等规度聚1-丁烯具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性等特点，保证了制备的锂离子电池隔膜具有较高的高穿刺强度。其次，本专利技术的制备工艺简单，适用于工业化生产。本专利技术制备的锂离子电池隔膜具有高穿刺强度，可应用于制备锂离子电池的隔膜，尤其用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)将高等规度聚1‑丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；步骤b)将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；步骤c)将所述前驱体膜在80‑180℃下进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种高穿刺强度锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)将高等规度聚1-丁烯与抗氧剂混合，搅拌后得到第一混合物；步骤b)将所述第一混合物放入挤出流延系统中进行铸片，得到前驱体膜；步骤c)将所述前驱体膜在80-180℃下进行热处理，纵向拉伸，得到锂离子电池隔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高等规度聚1-丁烯的等规度为95％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高等规度聚1-丁烯与抗氧剂的质量比为100-300：1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中，挤出流延系统的挤出机的温度为160-290℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雷，刘孟权，陈秀峰，
申请(专利权)人：深圳市星源材质科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44