一种电池隔膜、制备方法和聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备技术

本发明专利技术公开了一种电池隔膜，包括聚烯烃多孔膜层和聚酰亚胺多孔膜层，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜层为浸渍后的聚酰亚胺基膜，所述聚酰亚胺多孔膜层的刺穿强度为0.68

【技术实现步骤摘要】
一种电池隔膜、制备方法和聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种电池隔膜、制备方法和聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备。

技术介绍

[0002]隔膜在锂离子二次电池安全性方面起到至关紧要的作用。当锂离子电池的内部由于短路、过充等原因造成温度失控时，较高的温度会使聚合物隔膜闭孔，使电流遮断，但是，当温度继续升高时，超过隔膜耐热温度时，隔膜可能被熔破，导致电池短路，从而导致电池安全事故。
[0003]目前商品化的隔膜主要是聚烯烃微孔膜，具有力学性能优良、孔径均一等优点，但其熔融温度低于165℃，电池在外部温度过高或者受到意外撞击时，隔膜熔破，从而引发安全事故。需要寻找一种耐热温度更高的隔膜，现有技术中出现使用聚酰亚胺隔膜替代聚烯烃微孔膜的方案，但是与聚烯烃隔膜相比，聚酰亚胺隔膜无闭孔性能，电池出现问题大量放热，可能会瞬间烧坏隔膜；隔膜易于被刺穿且装配强度较低，此外，电池在外部温度过高或者受到意外撞击时易导致电池短路，从而导致电池安全事故，电池的安全性能受到威胁。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种电池隔膜、制备方法和聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供包括聚烯烃多孔膜层和聚酰亚胺多孔膜层；
[0006]所述聚酰亚胺多孔膜层包括聚酰亚胺基膜及包覆于聚酰亚胺基膜外部的浸渍层；
[0007]所述聚酰亚胺多孔膜层的刺穿强度为0.68
‑
3N，所述多孔隔膜的MD方向拉伸强度大于聚酰亚胺基膜的2倍；
[0008]还包括位于聚酰亚胺多孔膜层和聚烯烃多孔膜层之间的氧化铝涂层、粘合剂层，所述聚烯烃多孔膜层和聚酰亚胺多孔膜层通过氧化铝涂层、粘合剂层复合。
[0009]进一步的，所述浸渍层包括聚酰亚胺树脂或酚醛树脂或芳纶树脂。
[0010]进一步的，所述聚酰亚胺多孔膜层的透气性为15
‑
120s/100mL，优选为30
‑
80s/100mL。
[0011]进一步的，所述聚酰亚胺多孔膜层的MD方向拉伸强度大于70MPa，所述多孔隔膜的TD方向拉伸强度大于50MPa。
[0012]进一步的，按重量份计，所述氧化铝涂层包括：水25
‑
40份、氧化铝粉体25
‑
40份、乳化剂0.3
‑
1.2份、增稠剂0.2
‑
0.4份、粘结剂5
‑
10份。
[0013]进一步的，所述粘接剂的厚度为0.3
‑
0.8μm。
[0014]对比与现有技术，本专利技术有益效果在于：
[0015]1、以聚酰亚胺膜与聚烯烃多孔膜热复合而成，保留聚酰亚胺的耐高温性及聚烯烃多孔膜的闭孔温度、机械强度和刺穿强度，聚酰亚胺基膜外部包覆有浸渍层提升了聚酰亚
胺多孔膜层的刺穿强度和MD方向拉伸强度，使得复合后的电池隔膜具有良好的机械性能，大幅提高了锂电池的安全性。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，提供一种聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备，包括依次设置的喷淋组件、浸渍槽、后整理设备；
[0017]用于固定聚酰亚胺基膜的固定架；
[0018]将所述固定架在喷淋组件、浸渍槽、后整理设备之间进行转移的传送组件；
[0019]所述喷淋组件包括相对设置的上喷淋头、下喷淋头，所述上喷淋头、下喷淋头之间形成喷淋通道，所述下喷淋头置于集液槽内，所述集液槽与浸渍槽连通；
[0020]所述后整理设备包括传送带和涂布辊组。
[0021]进一步的，所述传送组件包括：传送小车和传送轨道；
[0022]所述传送轨道包括位于喷淋组件上方的第一水平轨道、位于浸渍槽上方的第二水平轨道、位于后整理设备上方的第三水平轨道以及连接第一水平轨道、第二水平轨道，第二水平轨道、第三水平轨道的斜轨道；
[0023]所述第二水平轨道的高度小于第一水平轨道、第三水平轨道的高度。
[0024]进一步的，所述传送小车包括相对设置的两根支撑轴，所述支撑轴的两端连接有行走轮，两根支撑轴通过连接杆连接，所述连接杆中部设有两个十字万向节。
[0025]对比与现有技术，本专利技术聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备的有益效果在于：
[0026]1、能够一次完成喷淋、后整理工序，后整理设备包括传送带和涂布辊组，能够将聚酰亚胺基膜表面的浸渍液涂布均匀，防止浸渍液涂布不均出现局部厚度过大，浸渍液过厚影响聚酰亚胺多孔膜的透气性。
[0027]2、两根支撑轴通过连接杆连接，所述连接杆中部设有两个十字万向节能够有利于小车在第一水平轨道、第二水平轨道，第二水平轨道、第三水平轨道及斜轨道之间转移。
[0028]根据本专利技术的另一个方面，提供一种电池隔膜制备方法，包括以下步骤：
[0029]在聚酰亚胺基膜表面喷淋树脂溶液；
[0030]将聚酰亚胺基膜在树脂溶液中浸渍；
[0031]将浸渍后的聚酰亚胺基膜表面的树脂溶液涂布均匀后，20
‑
50℃烘干，然后在160
‑
300℃下固化得聚酰亚胺多孔膜层；
[0032]在聚酰亚胺多孔膜层的一侧表面涂覆氧化铝涂层；
[0033]在聚烯烃膜一侧表面涂覆粘接剂，将含粘接剂面与聚酰亚胺多孔膜层含有氧化铝涂层的面进行热复合即得。
[0034]根据本专利技术的一个方面，提供一种电池隔膜制备方法，
[0035]在聚酰亚胺基膜表面喷淋树脂溶液；
[0036]将聚酰亚胺基膜在树脂溶液中浸渍，所述树脂溶液中树脂的质量分数为3
‑
30％，优选为5
‑
15％；
[0037]将浸渍后的聚酰亚胺基膜表面的树脂溶液涂布均匀后，20
‑
50℃烘干，然后在160
‑
300℃下固化得聚酰亚胺多孔膜层；
[0038]在聚酰亚胺多孔膜层的一侧表面涂覆氧化铝涂层；
[0039]在聚烯烃膜一侧表面涂覆粘接剂，将含粘接剂面与聚酰亚胺多孔膜层含有氧化铝涂层的面进行热复合即得。
[0040]对比与现有技术，本专利技术电池隔膜制备方法的有益效果在于：浸渍前在聚酰亚胺基膜表面喷淋树脂溶液，使得树脂溶液能够充分浸润孔道，改善无纺布隔膜的孔道结构，避免直接浸渍造成的堵孔问题导致透气性变差，最终使得聚酰亚胺多孔膜层的透气性为15
‑
120s/l00mL。氧化铝层，不仅能改善孔道结构，提高聚酰亚胺多孔膜层与聚烯烃膜层的结合力，还能提高隔膜与电解质溶液的浸润能力与保液性能，提高离子电导率。
附图说明
[0041]图1为本专利技术的结构示意图；
[0042]图2为传送小车的结构示意图。
[0043]图中所示标号：1、喷淋组件；11
‑
上喷淋头；12
‑
下喷淋头；13
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集液槽；2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜，包括聚烯烃多孔膜层和聚酰亚胺多孔膜层，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜层包括聚酰亚胺基膜及包覆于聚酰亚胺基膜外部的浸渍层；所述聚酰亚胺多孔膜层的刺穿强度为0.68
‑
3N，所述多孔隔膜的MD方向拉伸强度大于聚酰亚胺基膜的2倍；还包括位于聚酰亚胺多孔膜层和聚烯烃多孔膜层之间的氧化铝涂层、粘合剂层，所述聚烯烃多孔膜层和聚酰亚胺多孔膜层通过氧化铝涂层、粘合剂层复合。2.根据权利要求1所述的一种电池隔膜，其特征在于，所述浸渍层包括聚酰亚胺树脂或酚醛树脂或芳纶树脂。3.根据权利要求1所述的一种电池隔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜层的透气性为15
‑
120s/100mL，优选为30
‑
80s/100mL。4.根据权利要求1所述的一种电池隔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜层的MD方向拉伸强度大于70MPa，所述多孔隔膜的TD方向拉伸强度大于50MPa。5.根据权利要求1所述的一种电池隔膜，其特征在于，按重量份计，所述氧化铝涂层包括：水25
‑
40份、氧化铝粉体25
‑
40份、乳化剂0.3
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1.2份、增稠剂0.2
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0.4份、粘结剂5
‑
10份。6.根据权利要求1所述的一种电池隔膜，其特征在于，所述粘接剂的厚度为0.3
‑
0.8μm。7.一种聚酰亚胺多孔膜的浸渍设备，其特征在于，包括依次设置的喷淋组件、浸渍槽、后整理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茹，齐学礼，张铭霞，周长灵，聂永俊，何子阳，孙淑敏，岳双双，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：