一种锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于电池隔膜技术领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法，包括下列重量份数的原料：15～40份聚烯烃；1～15份浸润剂以及50～85份成孔剂。本发明专利技术的一种锂离子电池隔膜，对电解液具有良好的扩散性，能够提高锂离子电池的循环及界面性。本发明专利技术的一种锂离子电池隔膜的制备方法，制备简单，材料成本低，易操作，便于大规范生产，同时不影响电池的的其他性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池隔膜
，尤其涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因具有能量密度高，倍率性能好，绿色环保等特点，被大量运用在3C数码产品以及电动汽车领域；锂离子电池主要由正极，负极，隔膜，电解液，铝塑膜等组成，其中隔膜在锂离子电池中起到传导离子、隔离正负极，防止短路的重要作用；商业使用的锂离子电池隔膜大多是聚烯烃材料例如聚乙烯；由于聚烯烃材料本身为非极性的，因此使得隔膜表面对电解液的浸润性能很差。从而影响到锂离子电池的吸液效率，保液量这些对锂离子电池性能影响极大的因素；现有专利中(申请CN201610477597.8)通过电晕的方法对基膜表面进行表面处理，同时在接枝其他极性的官能团，从而达到提高表面浸润的效果，然而这种方法存在很大的弊端，1)电晕会破坏隔膜的微孔结构，从而影响锂离子的穿梭；2)接枝在表面的官能团容易脱落，脱落后隔膜将失去浸润效果；因此需要寻求其他方法提高基膜的浸润效果，从而实现提升锂离子电池的保液量及浸润速率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池隔膜，对电解液具有良好的扩散性，能够提高锂离子电池的循环及界面性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种锂离子电池隔膜，包括下列重量份数的原料：15～40份聚烯烃；1～15份浸润剂以及50～85份成孔剂。
[0006]优选地，所述聚烯烃的密度为0.9～1.5g/cm3。
[0007]优选地，所述浸润剂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、改性聚丙烯腈纤维、改性聚乙烯醇纤维中的一种或二种以上的混合物。
[0008]优选地，所述成孔剂为石蜡油。
[0009]优选地，所述锂离子电池隔膜的孔隙率为30
‑
80％，厚度3～20um，穿刺强度200
‑
500N。
[0010]本专利技术的另一目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，制备简单，材料成本低，易操作，便于大规范生产，同时不影响电池的的其他性能。
[0011]一种上述的锂离子电池隔膜的制备方法，包括下列步骤：
[0012]步骤(A)：将上述质量份数的原料混合制得混合物；
[0013]步骤(B)：将步骤(A)得到的混合物熔融挤出，冷却得到铸片；
[0014]步骤(C)：将步骤(B)得到的铸片第一次纵向拉伸，第一次横向拉伸，萃取，第二次横向拉伸，热定型即得锂离子电池隔膜。
[0015]优选地，所述步骤(B)中熔融挤出使用的是双螺杆挤出机，螺杆转速为25～80rpm/min。
[0016]优选地，所述步骤(B)中熔融挤出的温度为200℃～280℃，双螺杆挤出杆的膜口温度为170℃～220℃，冷却的温度为
‑
10℃～30℃。
[0017]优选地，所述第一次纵向拉伸的纵拉比为1～5倍，第一次横向拉伸的横拉比为2
‑
10倍；第二次横向拉伸比为0.2
‑
5倍。
[0018]优选地，所述热定型的温度为60℃～90℃。
[0019]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的锂离子电池隔膜使用极性较强的浸润剂与聚烯烃材料进行熔融，铸片，异步双向拉伸制得锂离子电池隔膜，由于浸润剂具有较强的极性，根据相似相溶原理，电解液会对极性强的隔膜具有更好的亲和性，从而增加隔膜的浸润性。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例1制得的隔膜的SEM图。
[0021]图2是本专利技术实施例1制得的隔膜对电解液的扩散测试结果图。
[0022]图3是对比例1制得的隔膜对电解液的扩散测试结果图。
具体实施方式
[0023]1、一种锂离子电池隔膜，包括下列重量份数的原料：15～40份聚烯烃；1～15份浸润剂以及50～85份成孔剂。使用本专利技术配方制备出的一种锂离子电池隔膜，对电解液具有良好的扩散性，相同滴加量的电解液在本专利技术隔膜的扩散半径是不使用浸润剂的隔膜扩散半径的2
‑
5倍，而且能够提高锂离子电池的循环及界面性。如图1所示，图1为采用电子扫描显微镜(SEM)对实施例1制得的锂离子电池隔膜测试拍照得到。
[0024]优选地，所述聚烯烃为高密度聚乙烯。聚乙烯的密度为0.9～1.5g/cm3。聚烯烃的使用量为15～40份，优选地，聚烯烃的使用量为25～30份。高密度聚乙烯耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好，化学稳定性好，适合于制备隔膜。
[0025]优选地，所述浸润剂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、改性聚丙烯腈纤维、改性聚乙烯醇纤维中的一种或二种以上的混合物。改性聚乙烯醇纤维熔点为110～180℃，能够在高温下互溶低温相分离。所述浸润剂的使用量为1～15％，优选地浸润剂的使用量为5～10％。
[0026]优选地，所述成孔剂为石蜡油。
[0027]优选地，所述锂离子电池隔膜的孔隙率为30
‑
80％，厚度3～20um，穿刺强度200
‑
500N。
[0028]2、一种上述的锂离子电池隔膜的制备方法，包括下列步骤：
[0029]步骤(A)：将上述质量份数的原料混合制得混合物；
[0030]步骤(B)：将步骤(A)得到的混合物熔融挤出，冷却得到铸片；
[0031]步骤(C)：将步骤(B)得到的铸片第一次纵向拉伸，第一次横向拉伸，萃取，第二次横向拉伸，热定型即得锂离子电池隔膜。
[0032]传统的聚烯烃隔膜采用单向或双向制备完成，制备出的隔膜孔隙率低，刺穿强度弱，对电解液的浸润性差，本专利技术使用异步双向拉伸，提高孔隙率，而且保证了刺穿强度，提高电解液的浸润性，从而使锂离子电池的保液量以及浸润速率提高。本专利技术的制备方法，制
备简单，材料成本低，易操作，便于大规范生产，同时不影响电池的的其他性能。步骤(C)中萃取所采用的萃取剂一般为低沸点，易挥发的有机溶剂，如二氯甲烷(DCM)。步骤(C)中纵向拉伸、横向拉伸还需要进行预热，预热温度为60℃～150℃，优选75℃～140℃。
[0033]优选地，所述步骤(B)中熔融挤出使用的是双螺杆挤出机，螺杆转速为25～80rpm/min。合理控制螺杆转速，使原料充分在高温下进行接触混合，使制备出的隔膜极性的浸润剂充满隔膜，保证隔膜的均一性。
[0034]优选地，所述步骤(B)中熔融挤出的温度为200℃～280℃，双螺杆挤出杆的膜口温度为170℃～220℃，冷却的温度为
‑
10℃～30℃。合理控制双螺杆挤出机的机身各段温度，从而控制熔融挤出的出料质量。
[0035]优选地，所述第一次纵向拉伸的纵拉比为1～5倍，第一次横向拉伸的横拉比为2
‑
10倍；第二次横向拉伸比为0.2
‑
5倍。优选地，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于：包括下列重量份数的原料：15～40份聚烯烃；1～15份浸润剂以及50～85份成孔剂。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚烯烃的密度为0.9～1.5g/cm3。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于：所述浸润剂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、改性聚丙烯腈纤维、改性聚乙烯醇纤维中的一种或二种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于：所述成孔剂为石蜡油。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于：所述锂离子电池隔膜的孔隙率为30
‑
80％，厚度3～20um，穿刺强度200
‑
500N。6.一种如权利要求1
‑
5中任一项所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤(A)：将上述质量份数的原料混合制得混合物；步骤(B)：将步骤(A)得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋沛沛，孙先维，赖旭伦，杨山，陈杰，
申请(专利权)人：惠州锂威电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：