高性能锂电池隔膜及其制备方法技术

一种高性能锂电池隔膜及其制备方法，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。所述制备方法包括配料，挤出、复合成型，铸片、冷却定型，双向同步拉伸，萃取干燥，横拉扩幅，在线收卷等步骤，本发明专利技术制得的锂电池隔膜具有较好的耐高温性能，吸液保液能力大幅度上升，自放电率降低，隔膜机械性能提高，延长了锂电池的使用寿命，保证了工作的安全性。

High performance lithium battery separator and preparation method thereof

A high performance lithium battery separator and a preparation method thereof, comprising an inner layer, middle layer and the outer layer, the inner layer is a microporous gel polymer film, the middle layer is a porous polymer membrane, outer gel microporous polymer film. The preparation method comprises mixing, extrusion, molding compound, casting and cooling, two-way synchronization of stretching, extraction and drying, horizontal pull expanding online reel and so on, lithium battery membrane prepared by the invention has good heat resistance, absorbing and preserving liquid capacity greatly increased, lower self discharge rate the diaphragm, improve mechanical properties, prolong the service life of the lithium battery, to ensure the safety of work.

【技术实现步骤摘要】
高性能锂电池隔膜及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种高性能锂电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。随着隔膜行业的不断发展，车用电池以及大容量电池对隔膜的要求越来越高，目前市场上的隔膜材料不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供一种高性能锂电池隔膜及其制备方法以解决现有技术中的隔膜化学、机械稳定性性能差等不足。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种高性能锂电池隔膜，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。所述胶化微孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯30-40份，聚邻苯二甲酰胺3-5份，聚亚苯基砜树脂2-4份，聚环氧乙烷1-3份，聚芳酯0.5-0.8份，珠光粉0.6-1.0份，果冻蜡1.2-1.5份，云母粉0.4-0.6份，水晶土0.7-0.9份，钛白粉0.5-0.8份，石墨烯0.3-0.6份，石棉纤维0.2-0.3份，立德粉0.1-0.3份。所述多孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯45-55份，丙烯酸乙酯共聚物2-5份，发泡聚苯乙烯2-3份，聚丙烯酸丁酯2-4份，滑石粉0.6-1.4份，木松香1.4-2.0份，浮油松香2-2.5份，石英粉0.8-1.5份，瓷粉0.5-1.2份。所述内层与中间层之间，中间层与外层之间设置过渡界面层。所述过渡界面层为改性聚丙烯层。所述改性聚丙烯层通过聚丁二烯增韧，每100份聚丙烯中加入30份聚丁二烯。所述聚丁二烯为带有端羧基的聚丁二烯。一种高性能锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：(1)配料步骤：内层、外层配料：按照所述原料进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料：按照所述原料进行充分混合，得到混合物B；(2)挤出、复合成型步骤：将混合物A通过双螺杆挤出机一得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机二得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层10％：中间层80％：外层10％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；(3)铸片、冷却定型步骤：从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为50℃、40℃、30℃、30℃的四个激冷辊后得到组成为A/B/A的挤出铸片；(4)双向同步拉伸步骤：组成为A/B/A的挤出铸片进入双向同步拉伸机得到纵拉比为5倍，横拉比为5倍含油薄膜；(5)萃取干燥步骤：拉伸后的含油薄膜进入萃取槽，采用二氯甲烷萃取剂将薄膜中的白油萃取出来，含二氯甲烷的薄膜经过热辊干燥后将二氯甲烷挥发除去得到三层隔膜初级产物，热辊温度为20～40℃；(6)横拉扩幅步骤：得到的三层隔膜初级产物经过横拉机后到扩幅后的三层隔膜；(7)在线收卷步骤：扩幅后的三层隔膜经高温热定型装置后去除隔膜内部的热应力，去除应力后的三层隔膜经在线收卷机卷绕得到锂电池隔膜。本专利技术的有益效果为：(1)锂电池隔膜具有较好的耐高温性能，吸液保液能力大幅度上升，自放电率降低，隔膜机械性能提高，延长了锂电池的使用寿命，保证了工作的安全性。(2)具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；(3)隔膜耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性；(4)对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力。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，下面结合实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1一种高性能锂电池隔膜，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。所述胶化微孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯30份，聚邻苯二甲酰胺3份，聚亚苯基砜树脂2份，聚环氧乙烷1份，聚芳酯0.5份，珠光粉0.6份，果冻蜡1.2份，云母粉0.4份，水晶土0.7份，钛白粉0.5份，石墨烯0.3份，石棉纤维0.2份，立德粉0.1份。所述多孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯45份，丙烯酸乙酯共聚物2份，发泡聚苯乙烯2份，聚丙烯酸丁酯2份，滑石粉0.6份，木松香1.4份，浮油松香2份，石英粉0.8份，瓷粉0.5份。所述内层与中间层之间，中间层与外层之间分别设置过渡界面层。所述过渡界面层为改性聚丙烯层。所述改性聚丙烯层通过聚丁二烯增韧，每100份聚丙烯中加入30份聚丁二烯。所述聚丁二烯为带有端羧基的聚丁二烯。实施例2一种高性能锂电池隔膜，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。所述胶化微孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯35份，聚邻苯二甲酰胺4份，聚亚苯基砜树脂3份，聚环氧乙烷2份，聚芳酯0.7份，珠光粉0.8份，果冻蜡1.3份，云母粉0.5份，水晶土0.8份，钛白粉0.6份，石墨烯0.4份，石棉纤维0.2份，立德粉0.2份。所述多孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯50份，丙烯酸乙酯共聚物4份，发泡聚苯乙烯2份，聚丙烯酸丁酯3份，滑石粉1.0份，木松香1.7份，浮油松香2.3份，石英粉1.2份，瓷粉0.8份。所述内层与中间层之间，中间层与外层之间分别设置过渡界面层。所述过渡界面层为改性聚丙烯层。所述改性聚丙烯层通过聚丁二烯增韧，每100份聚丙烯中加入30份聚丁二烯。所述聚丁二烯为带有端羧基的聚丁二烯。实施例3一种高性能锂电池隔膜，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。所述胶化微孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯40份，聚邻苯二甲酰胺5份，聚亚苯基砜树脂4份，聚环氧乙烷3份，聚芳酯0.8份，珠光粉1.0份，果冻蜡1.5份，云母粉0.6份，水晶土0.9份，钛白粉0.8份，石墨烯0.6份，石棉纤维0.3份，立德粉0.3份。所述多孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯55份，丙烯酸乙酯共聚物5份，发泡聚苯乙烯3份，聚丙烯酸丁酯4份，滑石粉1.4份，木松香2.0份，浮油松香2.5份，石英粉1.5份，瓷粉1.2份。所述内层与中间层之间，中间层与外层之间分别设置过渡界面层。所述过渡界面层为改性聚丙烯层。所述改性聚丙烯层通过聚丁二烯增韧，每100份聚丙烯中加入30份聚丁二烯。所述聚丁二烯为带有端羧基的聚丁二烯。一种高性能锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：(1)配料步骤：内层、外层配料：按照所述原料进行充分混合，得到混合物A；中间层的配料：按照所述原料进行充分混合，得到混合物B；(2)挤出、复合成型步骤：将混合物A通过双螺杆挤出机一得到混合物A均匀高温熔体；将混合物B通过双螺杆挤出机二得到混合物B均匀高温熔体；熔体A和熔体B分别经熔体泵按照重量百分比内层10％：中间层80％：外层10％准确计量后进入三层挤出模头中复合成型；(3)铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能锂电池隔膜，其特征在于，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。

【技术特征摘要】
1.一种高性能锂电池隔膜，其特征在于，包括内层、中间层、外层，所述内层为胶化微孔聚合物膜，中间层为多孔聚合物膜，外层为胶化微孔聚合物膜。2.如权利要求1所述的高性能锂电池隔膜，其特征在于，所述胶化微孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯30-40份，聚邻苯二甲酰胺3-5份，聚亚苯基砜树脂2-4份，聚环氧乙烷1-3份，聚芳酯0.5-0.8份，珠光粉0.6-1.0份，果冻蜡1.2-1.5份，云母粉0.4-0.6份，水晶土0.7-0.9份，钛白粉0.5-0.8份，石墨烯0.3-0.6份，石棉纤维0.2-0.3份，立德粉0.1-0.3份。3.如权利要求1所述的高性能锂电池隔膜，其特征在于，所述多孔聚合物膜由以下重量份的原料组成：聚丙烯45-55份，丙烯酸乙酯共聚物2-5份，发泡聚苯乙烯2-3份，聚丙烯酸丁酯2-4份，滑石粉0.6-1.4份，木松香1.4-2.0份，浮油松香2-2.5份，石英粉0.8-1.5份，瓷粉0.5-1.2份。4.如权利要求1所述的高性能锂电池隔膜，其特征在于，所述内层与中间层之间，中间层与外层之间分别设置过渡界面层。5.如权利要求4所述的高性能锂电池隔膜，其特征在于，所述过渡界面层为改性聚丙烯层。6.如权利要求5所述的高性能锂电池隔膜，其特征在于，所述改性聚丙烯层通过聚丁二烯增韧，每100份聚丙烯中加入30份聚丁二烯。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，吴磊，张德顺，李汪洋，孙晓华，王若愚，徐凤锦，刘志强，谢玉良，
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