超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供高分子量聚乙烯、白油A和白油B，其中，所述白油A在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm

【技术实现步骤摘要】
超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法
本专利技术属于锂离子电池，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法。
技术介绍
锂离子电池是新一代最具竞争力的电池，被称为“绿色环保能源”，是解决当代环境污染问题和能源问题的首选技术。锂离子电池的基本结构包括正极、负极以及设置在正负极之间的隔膜。其中，隔膜用于分离电池的正、负极，防止正负两极接触而短路。此外，隔膜用于保障电解质离子的通行。隔膜作为锂离子电池关键的内层组件之一，其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。为了保证锂离子电池的性能，要求隔膜材料具有孔道的同时，还需要具备相应的强度以及热稳定性。相较于一般聚乙烯，超高分子量聚乙烯(重均分子量为大于120万)由于其熔化流动性几乎为零，且在200度时几乎不变形，能够更好的保障高温下的电池安全，因此成为很多电池厂家指定动力电池隔膜原料。隔膜的制备工艺包括挤出、拉伸、萃取及热处理等，其中，挤出是决定性的因素。为了保证挤出性能，需要保证两种原料超高分子量聚乙烯和白油(液体石蜡)的粘度尽可能相近，所以一般挤出选用的温度都在200～220℃。该温度很接近超高分子量聚乙烯的氧化温度，容易导致超高分子量聚乙烯的降解。而在白油的选型上，为了保证聚乙烯熔体和白油的混合效果，一般选用粘度(40℃)范围在60～80mm2/s(粘度太小无法保证聚乙烯熔体和白油的混合效果)，但此粘度范围的白油，在后期萃取过程中不容易被洗脱，进而影响隔膜的孔道结构。>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，旨在解决现有的湿法隔膜采用的白油较高粘度，导致挤出温度过高超高分子量聚乙烯的降解、以及白油不容易通过萃取洗脱的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供超高分子量聚乙烯、白油A和白油B，其中，所述白油A在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm2/s，且所述白油B的粘度小于所述白油A的粘度；进行熔融挤出处理将所述超高分子量聚乙烯和所述白油A喂料处理后，在加热条件下进行熔融挤出处理，得到所述超高分子量聚乙烯和所述白油A共融形成的基片；将所述基片经冷却辊进行置换-冷却处理；其中，所述置换-冷却处理包括白油B置换处理和水冷却处理，所述白油B置换处理的方法为：提供盛装有所述白油B的冷却槽，将第一冷却辊、第二冷却辊至少部分置于所述白油B中，所述熔融混合物挤出后，经所述第一冷却辊、第二冷却辊带动，在所述白油B中进行置换、初步冷却；将经冷却后的基片依次进行纵向拉伸、一次横向拉伸、萃取、二次横向拉伸处理后，热定型成卷。本专利技术提供的超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，40℃条件下的粘度为80～100mm2/s的白油A作为成孔剂制备电池隔膜，一方面，高粘度的白油A有利于保证聚乙烯熔体和白油的混合效果；另一方面，由于白油A的粘度高，因此挤出过程中可以实现低温挤出，从而有效防止超高分子量聚乙烯的降解，进而提高薄膜性能。同时，在冷却成型步骤中，在水冷却处理前提供白油B冷却装置，将第一冷却辊、第二冷却辊至少部分置于粘度较低的白油B，通过第一冷却辊、第二冷却辊带动，来置换超高分子量聚乙烯/白油A混合物中粘度较高的白油A，进而有利于白油成分在萃取过程中被充分洗脱，进而保证得到的超高分子量聚乙烯电池隔膜的性能。附图说明图1是本专利技术实施例提供的白油B冷却装置结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实施例提供了一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：S01.提供超高分子量聚乙烯、白油A和白油B，其中，所述白油A在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm2/s，且所述白油B的粘度小于所述白油A的粘度；S02.将所述超高分子量聚乙烯和所述白油A喂料处理后，在加热条件下进行熔融挤出处理，得到所述超高分子量聚乙烯和所述白油A共融形成的基片；S03.将所述基片经冷却辊进行置换-冷却处理；其中，所述置换-冷却处理包括白油B置换处理和水冷却处理，所述白油B置换处理的方法为：提供盛装有所述白油B的冷却槽，将第一冷却辊、第二冷却辊至少部分置于所述白油B中，所述熔融混合物挤出后，经所述第一冷却辊、第二冷却辊带动，在所述白油B中进行置换、初步冷却；S04.将经冷却后的基片依次进行纵向拉伸、一次横向拉伸、萃取、二次横向拉伸处理后，热定型成卷。本专利技术实施例提供的超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，40℃条件下的粘度为80～100mm2/s的白油A作为超高分子量聚乙烯的成孔剂制备电池隔膜，一方面，高粘度的白油A有利于保证聚乙烯熔体和白油的混合效果；另一方面，由于白油A的粘度高，因此挤出过程中可以实现低温挤出，从而有效防止超高分子量聚乙烯的降解，进而提高薄膜性能。同时，在冷却成型步骤中，在水冷却处理前提供白油B冷却装置，将第一冷却辊、第二冷却辊至少部分置于粘度较低的白油B，通过第一冷却辊、第二冷却辊带动，来置换超高分子量聚乙烯/白油A混合物中粘度较高的白油A，进而有利于白油成分在萃取过程中被充分洗脱，进而保证得到的超高分子量聚乙烯电池隔膜的性能。具体的，上述步骤S01中，所述超高分子量聚乙烯作为电池隔膜特别是锂离子电池隔膜的基体组分，具有熔化流动性几乎为零，在200℃条件下几乎不变形的优点。优选的，本专利技术实施例中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为150万～250万，该范围内的超高分子量聚乙烯机械强度高，耐低温性好，用作电池隔膜具有使用寿命长，耐低温性能好的优点。在具体优选实施例中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为180万。所述白油A作为湿法隔膜制备过程中超高分子量聚乙烯的成孔剂，在成膜之前与所述超高分子量聚乙烯均匀分散，并在成膜之后通过萃取去除，最终得到的基片中，脱除白油A后的位置形成孔道，形成电解质通道。具体的，所述白油A选择在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm2/s。此时，由于白油A的温度较高，因此，有利于保证聚乙烯熔体和白油的混合效果；同时，可以有效降低挤出过程中的挤出温度，从而有效防止超高分子量聚乙烯的降解，进而提高薄膜性能。所述白油B是在冷却处理过程中添加的功能组分，用于将所述超高分子量聚乙烯/白油A混合物中的高粘度白油置换出来，替换为粘度更低的白油B。进而，在后续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供超高分子量聚乙烯、白油A和白油B，其中，所述白油A在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供超高分子量聚乙烯、白油A和白油B，其中，所述白油A在温度为40℃条件下的粘度为80～100mm2/s，且所述白油B的粘度小于所述白油A的粘度；
将所述超高分子量聚乙烯和所述白油A喂料处理后，在加热条件下进行熔融挤出处理，得到所述超高分子量聚乙烯和所述白油A共融形成的基片；
将所述基片经冷却辊进行置换-冷却处理；其中，所述置换-冷却处理包括白油B置换处理和水冷却处理，所述白油B置换处理的方法为：提供盛装有所述白油B的冷却槽，将第一冷却辊、第二冷却辊至少部分置于所述白油B中，所述熔融混合物挤出后，经所述第一冷却辊、第二冷却辊带动，在所述白油B中进行置换、初步冷却；
将经冷却后的基片依次进行纵向拉伸、一次横向拉伸、萃取、二次横向拉伸处理后，热定型成卷。


2.如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述白油B在温度为40℃条件下的粘度为40～50mm2/s，且所述白油B与所述白油A的粘度差小于50mm2/s。


3.如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述挤出处理的温度为160～190℃。


4.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述挤出处理过程中，螺杆转速为...

【专利技术属性】
技术研发人员：范海平，
申请(专利权)人：湖北江升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42