铸片冷却方法、凝胶片、多层微孔聚乙烯隔膜及制备方法技术

本发明专利技术属于锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种铸片冷却方法、凝胶片、多层微孔聚乙烯隔膜及制备方法。其中铸片冷却方法包括：改变模头开度，以使模头流出的熔体为弧形熔体；压延铸片，即使弧形熔体垂直通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片；以及逐渐冷却，将压延铸片沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，进行冷却，得到凝胶片。

Casting cooling method, gel sheet, multilayer microporous polyethylene diaphragm and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
铸片冷却方法、凝胶片、多层微孔聚乙烯隔膜及制备方法
本专利技术属于锂电池隔膜
，具体涉及一种铸片冷却方法、凝胶片、多层微孔聚乙烯隔膜及其制备方法。
技术介绍
经过近二十年发展，锂离子电池已在体积比能量、质量比能量、质量比功率、循环寿命和充放电效率等方面优于传统二次电池，成为各国政府优先支持和重点发展的新能源产业。锂离子电池内部采用螺旋绕制结构，需用非常精细且渗透性强的隔膜材料隔离正、负极。作为四大关键材料之一，隔膜技术含量较高，成本约占锂离子电池成本的10％—20％，利润可达50％—60％。如今电池隔膜基膜市场售价在1.5-2元/㎡，基膜成本一般在1-2元/㎡，这种状态急需提高生产速度到60-100米/分钟来降低生产成本。目前技术现状：如今无法提高生产速度的主要原因是：几乎所有湿法隔膜企业在铸片工序采用的流延铸片工艺：模头熔体出料垂直进入铸片辊和夹辊切线位置自由附片的流延铸片方式加工得到凝胶片，根据铸片加工可知，190-250℃的熔体在自由附片的流延铸片工艺状态下会出现以下不利结果：a)两面微孔结构差异大；b)凝胶片的颈缩比高达10-15％，颈缩比＝(模头宽度-铸片出口凝胶片宽度)/模头宽度*100％，此种情况无法提高铸片线速度＜6m/min，只能提高纵向拉伸倍率为8-15倍，而纵向拉伸倍率太高会导致隔膜产品的高拉伸强度低延展率，这种柔性差的隔膜不利于电池加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铸片冷却方法、凝胶片、多层微孔聚乙烯隔膜及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种铸片冷却方法，包括：改变模头开度，以使模头流出的熔体为弧形熔体；压延铸片，即弧形熔体垂直通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片；逐渐冷却，将压延铸片沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，进行冷却，得到凝胶片。进一步，所述改变模头开度的方法包括：保持模头出料中部与出料边部的开度比值为1.1-2.0；以及模头出料中部与出料边部的熔体流速比值为1.2-4.0。进一步，首个铸片辊中部或夹辊中部适于形成所述弧形熔体的堆料位置，其中弧形熔体的堆料宽度为10-200mm，堆料高度为5-50mm；以及所述弧形熔体形成的压延铸片厚度为500-2000μm。进一步，所述凝胶片的颈缩比＝(模头出口熔体宽度-最末铸片辊的凝胶片宽度)/模头出口熔体宽度*100％；；以及所述凝胶片的颈缩比为0-10％。进一步，所述压延铸片的输送速度为6-12m/min。第二方面，本专利技术还提供了一种凝胶片，即通过如前所述的铸片冷却方法将熔体冷却得到。本专利技术的有益效果是，本专利技术的铸片冷却方法、凝胶片通过改变模头开度，使模头流出弧形熔体，然后通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片，并沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，逐渐冷却，得到凝胶片，可以得到高生产速度条件下保持凝胶片两面的微孔结构具有较高的一致性，减小凝胶片的颈缩比，从而可以提高铸片的线速度。第三方面，本专利技术还提供了一种多层微孔聚乙烯隔膜的制备方法，包括：共混挤出，即将原料熔融挤出得到熔体；通过如前所述的铸片冷却方法将熔体冷却，得到凝胶片；异步双向拉伸，即将凝胶片拉伸得到拉伸膜；萃取，即拉伸膜通过萃取剂洗涤清除石蜡油，得到隔膜；热定型；以及收卷分切，得到高透气性的多层微孔聚乙烯隔膜。进一步，所述原料包括：质量份数为10-40％的混合聚乙烯树脂、质量份数为60-90％的石蜡油；其中所述混合聚乙烯树脂包括：质量比为5：5-95的超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂。进一步，所述异步双向拉伸的拉伸温度为50-130℃；拉伸率为5-15倍。第四方面，本专利技术还提供了一种多层微孔聚乙烯隔膜，包括以下原料：质量份数为10-40％的混合聚乙烯树脂、质量份数为60-90％的石蜡油；其中所述混合聚乙烯树脂包括：质量比为5：5-95的超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂。本专利技术的有益效果是，本专利技术的多层微孔聚乙烯隔膜及其制备方法通过改变模头开度，使模头流出弧形熔体，然后通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片，并沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，逐渐冷却，得到凝胶片，可以得到高生产速度条件下保持凝胶片两面的微孔结构具有较高的一致性，减小凝胶片的颈缩比，从而可以提高铸片的线速度，在较低拉伸倍率下，可以保持隔膜良好柔性的前提下，提高隔膜的生产效率，制备出高强度、高延展率的多层聚烯烃隔膜。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的铸片冷却方法的工艺流程图；图2是本专利技术的铸片冷却装置的结构示意图；图3是本专利技术的多层微孔聚乙烯隔膜的工艺流程图；图2中：模头1，出料中部11，出料边部12，熔体2，首个铸片辊3，夹辊4，间隙5，其余铸片辊6，凝胶片7。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1图1是本专利技术的铸片冷却方法的工艺流程图。图2是本专利技术的铸片冷却装置的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例1的铸片冷却方法包括：改变模头1开度，以使模头1流出的熔体2为弧形熔体；压延铸片，即弧形熔体2垂直通过首个铸片辊3与夹辊4的间隙5，形成压延铸片；以及逐渐冷却，将压延铸片沿其余铸片辊6表面引导输送至最末铸片辊，进行冷却，得到凝胶片7；即将190-250℃的弧形熔体逐渐冷却得到20-50℃的凝胶片。可选的，所述间隙5的堆料宽度为10-200mm，优选为50-100mm；其堆料高度为5-50mm，优选为10-30mm。首个铸片辊3中部或夹辊4中部适于形成所述弧形熔体的堆料位置，其中弧形熔体的堆料宽度为10-200mm，堆料高度为5-50mm；以及所述弧形熔体形成的压延铸片厚度为500-2000μmμm，以适用于湿法生产的多层微孔聚乙烯隔膜厚度为5-25μm。。可以使熔体在首个铸片辊3和夹辊4之间堆积一定高度和宽度，可以保证稳定的铸片过程，堆料中线和铸片辊中线完全一致。可选的，所述凝胶片的颈缩比＝(模头出口熔体宽度-最末铸片辊的凝胶片宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸片冷却方法，其特征在于，包括：/n改变模头开度，以使模头流出的熔体为弧形熔体；/n压延铸片，即弧形熔体垂直通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片；以及/n逐渐冷却，将压延铸片沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，进行冷却，得到凝胶片。/n

【技术特征摘要】
1.一种铸片冷却方法，其特征在于，包括：
改变模头开度，以使模头流出的熔体为弧形熔体；
压延铸片，即弧形熔体垂直通过首个铸片辊与夹辊的间隙，形成压延铸片；以及
逐渐冷却，将压延铸片沿其余铸片辊表面引导输送至最末铸片辊，进行冷却，得到凝胶片。


2.根据权利要求1所述的铸片冷却方法，其特征在于，
所述改变模头开度的方法包括：
保持模头出料中部与出料边部的开度比值为1.1-2.0；以及
模头出料中部与出料边部的熔体流速比值为1.2-4.0。


3.根据权利要求1所述的铸片冷却方法，其特征在于，
首个铸片辊中部或夹辊中部适于形成所述弧形熔体的堆料位置，其中
弧形熔体的堆料宽度为10-200mm，堆料高度为5-50mm；以及
所述弧形熔体形成的压延铸片厚度为500-2000μm。


4.根据权利要求1所述的铸片冷却方法，其特征在于，
所述凝胶片的颈缩比=（模头出口熔体宽度-最末铸片辊的凝胶片宽度）/模头出口熔体宽度*100%；以及
所述凝胶片的颈缩比为0-10%。


5.根据权利要求1所述的铸片冷却方法，其特征在于，
所述压延铸片的输送速度为6-12m/min。

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋涛，翁星星，王正丽，孙爱斌，刘涛涛，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32